炸裂!韋伯望遠(yuǎn)鏡最新觀測表明,40光年外的TRAPPIST-1e行星可能擁有和地球一樣以氮氣為主的大氣層,同時基本排除了它“復(fù)刻”金星或火星模式的可能!這項研究的兩篇論文剛剛發(fā)表在9月8日《天體物理學(xué)雜志快報》上。
朋友們,請抓穩(wěn)坐好!嚯嚯,今天我們要聊的,是宇宙深處一件足以載入史冊的大事。在距離我們“僅僅”40光年的地方,有一個名叫TRAPPIST-1的“網(wǎng)紅”恒星系,那里住著七個地球大小的“葫蘆娃”兄弟。而其中的五弟——
TRAPPIST-1e,一直是我們尋找外星生命和“地球2.0”的種子選手,因為它恰好位于恒星的“宜居帶”里。這意味著,只要條件允許,它的表面就可能存在液態(tài)水——生命的搖籃!
然而,理想很豐滿,現(xiàn)實卻骨感。TRAPPIST-1e的母星是一顆脾氣暴躁的紅矮星,動不動就“發(fā)火”(恒星耀斑),科學(xué)家們一直擔(dān)心,強大的星風(fēng)可能早就把它的大氣層給“吹跑”了。
想給行星“體檢”,奈何“聚光燈”太晃眼!恒星的劇烈活動就像是給觀測加上了一層厚厚的濾鏡,想看清行星的真面目,難于上青天。
但是,我們有人類之光——詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)!
韋伯望遠(yuǎn)鏡的“火眼金睛”可不是蓋的??茖W(xué)家們利用它,在TRAPPIST-1e從恒星面前掠過(即“凌星”)的寶貴時機(jī),捕捉了四次穿過其邊緣的星光。
這就像是做了一次宇宙級的“光譜CT掃描”。如果這顆行星有大氣,光穿過時就會被大氣中的氣體分子吸收掉一部分,留下獨特的“條形碼”。通過解讀這個條形碼,我們就能知道那里到底有沒有大氣,以及大氣里都有啥。
經(jīng)過對海量數(shù)據(jù)的艱苦分析和對恒星“噪音”的極致剝離,結(jié)果出來了。說實話,這個結(jié)果簡直比懸疑大片還精彩:
第一層反轉(zhuǎn):它可能空無一物。
首先,一個令人稍稍失落的結(jié)論是,目前的數(shù)據(jù)完全可以用一個沒有大氣層的“裸巖”模型來解釋。也就是說,TRAPPIST-1e可能就是一顆冰冷死寂的石頭星球。
但你先別急著劃走!
第二層反轉(zhuǎn):它絕對不是金星或火星的翻版!
更有價值的發(fā)現(xiàn)是,數(shù)據(jù)明確“嫌棄”富含二氧化碳的大氣模型。這意味著什么?這意味著TRAPPIST-1e的大氣層,既不像金星那樣被濃厚的二氧化碳溫室氣體所籠罩,也不像火星那樣只有稀薄的二氧化碳。
不是金星,也非火星,TRAPPIST-1e拒絕“復(fù)制粘貼”太陽系模板。這一“排除法”的勝利,極大地縮小了可能性范圍,讓我們離真相更近了一步!
第三層,也是最炸裂的一層:它,聞起來有“家”的味道!
在所有模型中,與韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測數(shù)據(jù)擬合得最好的,是一個驚人的設(shè)想:一個以氮氣(N2)為絕對主導(dǎo),并帶有痕量甲烷(CH4)的“次級大氣層”。
這簡直讓人頭皮發(fā)麻!為什么?因為我們腳下的地球,其大氣層恰恰就是由大約78%的氮氣構(gòu)成的!
雖然目前的證據(jù)還非常微弱,遠(yuǎn)未到“證實”的階段,只能算是一個“強烈的暗示”,但這無疑是迄今為止,我們在尋找類地大氣過程中獲得的最激動人心的線索。
雖然還隔著一層神秘的面紗,但我們似乎真的聞到了“家”的味道。
那么,這顆可能是“遠(yuǎn)房親戚”的星球,真的宜居嗎?根據(jù)模型推斷,即便擁有這樣的大氣,TRAPPIST-1e也可能是一個偏冷的世界,但全球性海洋或至少在“向陽面”存在局部液態(tài)水是完全可能的。
當(dāng)然,科學(xué)探索永無止境。
為了揭開最終的謎底,科學(xué)家們已經(jīng)安排了韋伯望遠(yuǎn)鏡對它進(jìn)行多達(dá)15次的追加觀測!而且他們將采用一種絕頂聰明的“連環(huán)計”:在觀測TRAPPIST-1e的同時,也觀測它那顆幾乎可以肯定是“裸巖”的鄰居TRAPPIST-1b。通過對比兩者的信號,就能像做“減法”一樣,完美剔除恒星的干擾,屆時,TRAPPIST-1e的大氣將無所遁形!
我們正處在一個天文學(xué)新紀(jì)元的黎明。每一次來自韋伯望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù),都在刷新著我們對宇宙的認(rèn)知。TRAPPIST-1e的大氣之謎能否解開?那里是否真的風(fēng)和日麗,甚至有生命的存在?
讓我們一起屏息以待。宇宙的答案,或許就在不遠(yuǎn)的下一次回眸之中。
參考文獻(xiàn):
Glidden, A., et al. (2025). JWST-TST DREAMS: Secondary Atmosphere Constraints for the Habitable Zone Planet TRAPPIST-1 e. The Astrophysical Journal Letters, 990, L53.
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