首次绘制！韦布望远镜揭秘39光年外“类地行星”的极端气候
来源：科技日报
科技日报记者 张梦然
天文学界迎来一项里程碑式的发现。一个国际团队首次绘制出了距离太阳系约39光年外一颗类地行星的气候图。这项研究依托詹姆斯·韦布空间望远镜的强大观测能力，将目光投向了著名的TRAPPIST-1行星系统中最内侧的两颗行星。观测结果令人惊讶：这两颗行星的昼夜温差竟然都超过了500℃。如此极端的温差意味着什么？答案指向了一个关键可能性——它们很可能缺乏大气层。这项研究成果已正式发表于最新一期的《自然·天文学》杂志。
说起TRAPPIST-1系统，天文爱好者们一定不陌生。这个被誉为“七兄弟”的系统自2016年发现以来就备受关注。它拥有七颗行星，其中多颗与地球质量相仿，更吸引人的是，至少有3颗理论上位于其恒星的宜居带内。这一切，都让TRAPPIST-1系统成为了研究行星演化与潜在宜居性的一个绝佳的“天然实验室”。
恰逢发现十周年，由瑞士伯尔尼大学和日内瓦大学学者主导、作为国家行星研究中心成员的国际团队，开展了一次深度观测。他们利用韦布望远镜，对最靠近恒星、因而受其影响也最深刻的两颗行星——TRAPPIST-1b和TRAPPIST-1c——进行了持续的红外观测。这场持续60小时、覆盖行星完整轨道的观测马拉松，让韦布望远镜得以精确测量来自恒星和行星本身的光通量，从而历史上首次绘制出此类行星的表面温度地图。
数据揭示的景象堪称“冰火两重天”。TRAPPIST-1b的向阳面温度超过200℃，而背阳面则骤降至零下200℃以下；TRAPPIST-1c的情况类似，白天面温度接近100℃，夜晚面同样陷入极度深寒。如此悬殊的温差说明了一个关键问题：行星的昼夜两面之间，几乎不存在有效的热量传输。这构成了一个强有力的证据，支持它们缺乏一个能够重新分配和平衡全球能量的大气层。
这一发现其实与先前的理论预测不谋而合。TRAPPIST-1系统的行星围绕一颗红矮星运行，内侧行星距离恒星极近，通常会被“潮汐锁定”，即永远以同一面朝向恒星。在这种环境下，强烈的恒星辐射和高能粒子流，很可能早已将行星原始的大气层剥离殆尽。而大气层的缺失，又直接导致了其表面极端气候的形成，形成一个逻辑闭环。
当然，这一结果也清晰地揭示了红矮星周围行星演化环境的严酷性。不过，天文学家们特别强调，这绝不意味着整个TRAPPIST-1系统都与宜居性无缘。这就好比我们的太阳系：最靠近太阳的水星几乎没有大气层，但稍远一些的金星和地球却拥有浓厚的大气。同理，在TRAPPIST-1系统中，更外侧的行星，特别是那些位于宜居带内的成员，仍然有很大概率保有大气层。目前，韦布太空望远镜已经启动了对位于宜居带内的行星TRAPPIST-1e的观测。这些后续研究，将帮助我们更深入地理解行星的最终命运，以及地外生命存在的可能性究竟有多大。
