科學(xué)家在距離地球約40光年的TRAPPIST-1行星系統(tǒng)內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了迄今為止最具地球特征的系外行星——TRAPPIST-1e。這一行星存在于適宜生命的區(qū)域內(nèi)，最新詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）觀測(cè)結(jié)果顯示，其表面可能擁有類(lèi)似地球、可支持液態(tài)水存在的大氣層。

雖然當(dāng)前的觀測(cè)結(jié)果仍有一定不確定性，需后續(xù)進(jìn)一步驗(yàn)證，但這是天文學(xué)界迄今為止距離“第二個(gè)地球”最近的一次突破。

麻省理工學(xué)院（MIT）天文學(xué)家Sara Seager表示：“TRAPPIST-1e一直是我們已知最具吸引力的宜居帶行星之一，這項(xiàng)新成果使我們更接近揭開(kāi)該行星性質(zhì)的真相。新證據(jù)排除了類(lèi)似金星、火星的大氣層假設(shè)，進(jìn)一步聚焦于其他可能?！?/p>

在太陽(yáng)系外尋找宜居世界時(shí)，地球始終是科學(xué)家的藍(lán)本。因?yàn)榈侥壳盀橹?，地球是我們唯一已知適于生命誕生和繁衍的星球?？茖W(xué)家首先會(huì)尋找那些位于恒星“宜居帶”的行星，即距離恒星適中，能夠維持液態(tài)水的存在。而水被認(rèn)為對(duì)生命的所有生化過(guò)程至關(guān)重要。

2016年，TRAPPIST-1系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)立即引發(fā)天文學(xué)界極大興趣。這顆紅矮星的周?chē)?顆巖石行星，其中數(shù)顆位于適合液態(tài)水存在的區(qū)域。不過(guò)，要讓液態(tài)水長(zhǎng)期存在，還需要大氣層共同作用，以防水在真空下直接升華。而紅矮星相比太陽(yáng)更為活躍，耀斑頻發(fā)，理論上可能會(huì)剝離臨近行星的大氣層，這也增加了判斷TRAPPIST-1系統(tǒng)行星宜居性的難度。

此前對(duì)TRAPPIST-1宜居帶內(nèi)的另一顆行星TRAPPIST-1d的觀測(cè)并未發(fā)現(xiàn)大氣層，而TRAPPIST-1e的位置則稍遠(yuǎn)一些，受恒星影響相對(duì)較小。美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)和太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所主導(dǎo)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)利用JWST在TRAPPIST-1e穿越母星表面時(shí)觀察其對(duì)恒星光譜的影響，分析其是否具備大氣層及其氣體成分。

隨后，另一研究團(tuán)隊(duì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入解析。由于恒星自身活動(dòng)對(duì)觀測(cè)結(jié)果造成干擾，團(tuán)隊(duì)分析了四次行星凌日數(shù)據(jù)。結(jié)果令人“既振奮又焦急”——僅提供了足夠的線索促使下一步更多觀測(cè)。

英國(guó)圣安德魯斯大學(xué)天體物理學(xué)家Ryan MacDonald指出：“我們目前觀測(cè)到兩種可能：最令人激動(dòng)的是TRAPPIST-1e可能擁有以氮?dú)鉃橹鞯亩未髿鈱樱坏覀円膊荒芘懦撔行窍衤銕r一般沒(méi)有任何大氣層的可能?！?/p>

如果TRAPPIST-1e確實(shí)擁有大氣層，根據(jù)光譜分析結(jié)果，該大氣層的主要成分不是二氧化碳，也不似金星、火星；同時(shí)也不像高豐度氘所主導(dǎo)、富含二氧化碳和甲烷的環(huán)境。相反，觀測(cè)數(shù)據(jù)更符合以分子氮為主、含少量二氧化碳和甲烷的大氣層結(jié)構(gòu)。

如果這一推測(cè)屬實(shí)，TRAPPIST-1e或成為迄今發(fā)現(xiàn)的最像地球的系外行星。不過(guò)，科學(xué)家也強(qiáng)調(diào)，還需要更多JWST觀測(cè)以最終確認(rèn)其大氣層屬性和成分。

MIT團(tuán)隊(duì)成員Ana Glidden表示：“我們正進(jìn)入一個(gè)前所未有的科學(xué)新紀(jì)元。用韋布望遠(yuǎn)鏡測(cè)量40光年外地球大小行星的恒星光譜細(xì)節(jié)，并探索其宜居性令人無(wú)比興奮?！?/p>

相關(guān)研究成果已分兩篇發(fā)表于《天體物理學(xué)快報(bào)》。