由德蒙特里萨大学的一个团队领导的天文学家在理解有趣的TRAPPIST-1系外行星系统方面取得了重要进展，该系统于2016年首次被发现，当时人们猜测它有朝一日可能为人类提供居住的地方。
这项新研究不仅揭示了trappist - 1b的性质，trappist - 1b是一颗轨道最接近该系统恒星的系外行星，它还显示了母星在研究系外行星时的重要性。
UdeM的Trottier系外行星研究所(iREx)的天文学家和加拿大、英国和美国的同事们的研究结果发表在《天体物理学杂志快报》上，揭示了恒星活动与系外行星特征之间复杂的相互作用。
吸引了人们的注意
TRAPPIST-1是一颗比我们的太阳小得多、温度也低得多的恒星，距离地球大约40光年。自从七年前发现了七颗地球大小的系外行星以来，它就吸引了科学家和太空爱好者的注意。这些行星紧紧围绕着它们的恒星，其中三个位于其宜居带内，它们点燃了在太阳系外寻找潜在宜居环境的希望。
在iREx博士生奥利维亚·林(Olivia Lim)的带领下，研究人员使用强大的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)观测trappist - 1b。在JWST运行的第一年，他们的观测结果是作为加拿大领导的最大的一般观察者(GO)计划的一部分收集的。(该计划还包括对系统中另外三颗行星TRAPPIST-1 c、g和h的观测。)trappist - 1b是在两次凌日期间观测到的——当这颗行星从它的恒星前面经过的那一刻——使用的是JWST上加拿大制造的NIRISS仪器。
“这是JWST首次对TRAPPIST-1行星进行光谱观测，我们已经等了很多年了，”GO项目的首席研究员Lim说。
她和她的同事们使用透射光谱技术来深入观察遥远的世界。通过分析中心恒星在凌日过程中穿过系外行星大气层后发出的光，天文学家可以看到在大气层中发现的分子和原子留下的独特指纹。
“只是一小部分人”
“这只是对这个独特的行星系统进行更多观察和分析的一小部分，”NIRISS仪器的首席研究员、该研究的合著者ren<s:1> Doyon补充道。“这些首次观测凸显了NIRISS和JWST在探测岩石行星周围稀薄大气方面的能力。”
天文学家的关键发现是，在试图确定系外行星的性质时，恒星活动和污染是多么重要。恒星污染是指恒星自身的特征，如黑斑和明亮的光斑，对系外行星大气测量的影响。
研究小组发现了令人信服的证据，表明恒星污染在形成trappist - 1b的透射光谱中起着至关重要的作用，很可能对该系统中的其他行星也有影响。中心恒星的活动可以产生“幽灵信号”，这可能会欺骗观察者，使他们认为他们已经在系外行星的大气中探测到一种特定的分子。
科学家们说，这一结果强调了在计划未来对所有系外行星系统的观测时考虑恒星污染的重要性。对于像TRAPPIST-1这样的系统来说尤其如此，因为该系统以一颗红矮星为中心，这颗恒星可能特别活跃，有恒星黑子和频繁的耀斑事件。
“除了来自恒星黑子和光斑的污染，我们还看到了恒星耀斑，这是一种不可预测的事件，在此期间，恒星在几分钟或几小时内看起来更亮，”林说。“这次耀斑影响了我们对行星阻挡光量的测量。恒星活动的这种特征很难建模，但我们需要考虑它们，以确保我们正确解释数据。”
探索了一系列模型
根据他们收集的JWST观测数据，Lim和她的团队探索了trappist - 1b的一系列大气模型，研究了各种可能的成分和情景。
他们发现，他们可以自信地排除无云、富氢大气的存在——换句话说，在trappist - 1b周围似乎没有清晰的、延伸的大气。然而，这些数据不能自信地排除较薄的大气，比如由纯水、二氧化碳或甲烷组成的大气，也不能排除类似于土星的卫星、太阳系中唯一拥有自己大气的卫星土卫六的大气。
这些结果与JWST先前使用MIRI仪器对TRAPPIST-1 b的观测结果(光度而非光谱)大致一致。这项新研究还证明，加拿大的NIRISS仪器是一种高性能、灵敏的工具，能够探测地球大小的系外行星上令人印象深刻的大气层。
