科学家首次绘制出类地行星气候图

韦布望远镜首次绘制39光年外类地行星气候图，揭示极端温差

来源：科技日报

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科技日报记者 张梦然

天文学界取得一项关键突破。一个国际研究团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜，首次绘制出距离太阳系约39光年外一颗类地行星的气候图。研究聚焦于TRAPPIST-1行星系统最内侧的两颗行星——TRAPPIST-1b和TRAPPIST-1c。观测数据显示，这两颗行星的昼夜温差均超过500℃。这种极端温度波动指向一个核心结论：它们很可能缺乏有效的大气层。相关论文已发表于《自然·天文学》。

TRAPPIST-1系统因其七颗行星的独特构架而备受关注。自2016年被发现以来，该系统因其多颗行星与地球质量相近，且至少三颗位于理论宜居带内，被视为研究行星演化与潜在宜居性的关键实验室。

在发现十周年之际，由瑞士伯尔尼大学和日内瓦大学学者领衔的国际团队，利用韦布望远镜对TRAPPIST-1b和TRAPPIST-1c进行了持续的红外观测。这次长达60小时、覆盖完整行星轨道的观测，精确测量了恒星与行星的光通量，从而首次生成了此类系外行星的表面温度分布图。

数据呈现了截然不同的两面。TRAPPIST-1b的向阳面温度超过200℃，而背阳面则低于零下200℃；TRAPPIST-1c的白天面接近100℃，夜晚面同样陷入极寒。这种剧烈的温差表明，行星表面缺乏有效的大气环流来重新分配热量，这为“大气层缺失”假说提供了直接观测证据。

这一发现与既有理论模型相符。TRAPPIST-1系统的内侧行星被其红矮星潮汐锁定，长期暴露于强烈的恒星辐射与粒子流中，其原始大气很可能已被剥离。大气层的缺失直接导致了表面极端气候的形成，构成了一个完整的因果链条。

这一结果凸显了红矮星周围行星环境的严峻性。但研究人员指出，这并不否定整个TRAPPIST-1系统的宜居潜力。正如太阳系中水星缺乏大气而金星、地球却拥有浓厚大气一样，TRAPPIST-1系统中位于更外侧、特别是宜居带内的行星，仍可能保有大气。目前，韦布望远镜已启动对位于宜居带的TRAPPIST-1e的观测，后续数据将深化我们对行星大气演化与生命潜在条件的理解。