TRAPPIST-1

恒星

TRAPPIST-1，即2MASS J23062928-0502285 ，是一颗表面温度极低的红矮星，距离地球约39.13光年（12.0秒差距），位于宝瓶座。这颗极低温的红矮星体积只比木星稍大，并且辐射光度远低于太阳。

恒星状态

TRAPPIST-1是一颗超低温矮星（Ultra-cool dwarf），光谱类型M8.0 ± 0.5。它的质量只有太阳的8.9％，半径只有太阳的11%，与木星接近，它的表面温度约2516 K，年龄在5.4～9.8 Gyr之间。相较之下，太阳年龄4.57 Gyr，表面温度约5778 K。

因为TRAPPIST-1的低光度，它的寿命也许可以达到12万亿年。同时，TRAPPIST-1是一颗富含金属的恒星，其金属量（[Fe/H]）为0.04，即是太阳的109%。它的光度只有太阳的0.0525% ，并且辐射能量大多在红外线部分。它的视星等为18.80，肉眼不可见。

系统特征

天文学家于2017年2月宣布在TRAPPIST-1周围发现7颗类地行星，并且其中5颗（b、c、e、f、g）的体积与地球接近，另外两颗（d、h）的体积则在火星与地球之间。有3颗（e、f 、g，一说为d、e、f）的轨道位于宜居带内。根据TRAPPIST-1的温度梯度，这个系统中，大概有3到4颗行星都属于宜居行星候选体，将是天文学家的重点关注对象。

这7颗行星的平均密度在地球的0.75至0.99倍之间（地球密度 ρ⊕ 为 5.52 g/cm3），代表它们主要由岩石组成。

TRAPPIST-1的7颗行星公转轨道都远小于水星的公转轨道。最内侧的2颗（b与c）与母恒星距离只相当于地球与月球距离的1.6倍。每颗行星应该在彼此的天空中显著地交错出现，并且在某些情形下，所见到的直径会是地球上所见月球直径数倍。最靠近母恒星的行星其一“年”仅相当于1.51个地球日，而第6颗行星的轨道周期也只有12.35个地球日。第7颗行星的轨道周期大约是18.77个地球日，这是因为只观测到它的一次凌星现象。一般认为年轻矮星表面会发生频繁而强烈的耀斑，会使靠近母恒星的行星大气层被剥离。

轨道近共振

TRAPPIST-1系统中较内侧6颗行星的轨道几乎是共振的，分别具有大约24/24、24/15、24/9、24/6、24/4与24/3比例的相对周期，或者是与最近邻天体周期比例（方向向外）大约是8/5、5/3、3/2、3/2与4/3（即1.603、1.672、1.506、1.509和1.342）。这是太阳系外行星系统中已知最长的近共振链，并且这现象被认为是所有行星在距离母恒星更远处形成后，在残余的原行星盘内向内部迁移时互相交互作用造成。这样的向内迁移过程增加了液态水存在于这些行星表面的机率。最外侧行星的轨道周期仍无法得知较精确数值，无法得知是否与其他6颗行星共振。

行星大气光谱

因TRAPPIST-1系统规模相对较小，且行星通过恒星盘面与观测者之间时会产生凌星现象，天文学家可在TRAPPIST-1的行星凌星时观测恒星光通过行星大气层后的光谱变化以研究行星光谱。

从哈勃空间望远镜获得的TRAPPIST-1b与c合并透射光谱分析结果排除前述两颗行星大气层中主要是由氢组成的无云大气层可能性；因此它们不太可能有延伸到高处的高层大气层,除非是在高空处有较多云层。两颗行星其他大气层结构分布则是从无云水蒸气组成至类似金星大气层，并且表现是无特征的连续谱。

透过詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）与欧洲极大望远镜（EELT）等未来望远镜的观测，天文学家预期将可观测到行星大气层内的温室气体成分，允许天文学家更精准地推测系外行星表面状况。未来的望远镜观测结果或许还可以侦测到大气层内的臭氧与甲烷等允许生命存在的化学环境特征。

行星自转

TRAPPIST-1的大多数行星都已被潮汐锁定（即自转周期等于公转周期），这让该系统行星演化生命“更具挑战性”。另一个较低的可能性则是某几颗行星被锁定在较高阶的自转轨道共振状态。被潮汐锁定的行星可能会在永昼的昼半球和永夜的夜半球之间有极大温差，这可能会产生环绕行星的强风。因此，这类行星昼半球与夜半球之间的晨昏圈可能是最适合生命生存的区域。

（以上参考资料）

观察发现

2016年5月，位于智利的小型望远镜TRAPPIST首先发现该恒星系统中存在行星，因此被命名为TRAPPIST-1。随后，在数个地面望远镜的支持下，位于太空的“斯皮策”红外望远镜确认该恒星系统存在7颗行星。

利用“斯皮策”的观测数据，天文学家精确测量了这7颗行星的体积，并且估算出其中6颗的质量，知道了行星的体积和质量，就能得出其密度。

2015年9月，由比利时列日大学天文物理与地球物理研究所天文学家米夏埃尔·吉隆（Michaël Gillon）带领的团队使用位于智利拉西拉天文台的60厘米望远镜TRAPPIST观测TRAPPIST-1以寻找是否有系外行星环绕。

借着观测凌星测光，该团队发现了三颗体积与地球相当的系外行星环绕TRAPPIST-1。

发现这三颗行星的团队自2015年9月至12月对TRAPPIST-1进行观测，并且成果于2016年5月的英国科学杂志《自然》期刊。

2017年2月22日，天文学家宣布在TRAPPIST-1周围再发现4颗行星。除了TRAPPIST，参与发现这4颗行星的望远镜还有甚大望远镜、史匹哲太空望远镜等等。至此环绕TRAPPIST-1的行星数量达到7颗，行星数量仅次于太阳系和开普勒90星系。

由于该恒星在红外波段亮度较高，因此作为一款红外望远镜，“斯必泽”非常适合观测（由于冷却剂早已用光，该望远镜处于延长使用的K2任务阶段）。当2018年，更加灵敏的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST，James Webb Space Telescope）升空之后，将能够探测到系外行星大气中水、甲烷、氧气等化学成分的详细信息，甚至还能够得出它们的表面温度和大气压等信息，这对于判断是否真正宜居至关重要。

疑有生命

TRAPPIST-1b,c,d,e,f,h这七颗行星之中，所有的行星都已经被母恒星潮汐锁定，而最外侧的行星可能位于该系统的适居带内或外侧距离边缘不远处。

b,c,d三颗行星距离母恒星极近（分别为日地距离的1%、1.5%、3%），因此内侧两颗行星的轨道周期分别只有1.5和2.4日，而第三颗的轨道尚未完全确认，约在4.5至73日之间。

要注意的是，被潮汐锁定的行星可能会在永昼的昼半球和永夜的夜半球之间有极大温差，这可能会产生环绕行星的强风。因此，这类行星昼半球与夜半球之间的晨昏圈可能是最适合生命生存的区域。

由于母星的质量极低，没有辐射层，它会产生大量耀斑，千亿年也不会停止。同时，其宜居带内的行星距离母星很近，耀斑中的紫外线、X射线等高能射线会穿过臭氧层，破坏生命，且由于恒星磁场过大、过强，干扰了行星磁场阻止高能粒子穿透的作用，e、f、g三颗行星上是否有生命还无法确定。

这3颗超冷矮星的大小和温度，与地球及金星十分相似。研究认为，鉴于它们的大小及与低强度恒星的距离，它们表面或有区域的温度适宜生存及容许液态水出现。

米夏埃尔·吉隆(Michael Gillon)表示，这是第一次在太阳系以外，发现星球上可能有生物的痕迹，而且体积与地球相似，是最有潜质可作移居的星球。参与研究的美国麻省理工学院博士威特表示：“这次发现有如天文科学界中头奖。”

2017年2月23日凌晨2点，天文学家宣布，在距离地球40光年的单颗恒星周围发现7颗地球大小的类地行星，其中3颗确定位于宜居带内，或许它们都有水存在。该发现一举打破了在太阳系外单颗恒星周围发现“宜居带内”行星数量的纪录。

“宜居带”（habitable zone）是指行星距离恒星远近合适的区域，在这一区域内，恒星传递给行星的热量适中，既不会太热也不太冷，能够维持液态水的存在。

2023年3月，国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇天文学论文称，根据韦布空间望远镜的观测结果，地球大小的系外行星TRAPPIST-1b上未发现大气的迹象。

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