TRAPPIST-1

TRAPPIST-1是一顆超低温矮星（Ultra-cool dwarf），光譜類型M8.0 ± 0.5。它的質量只有太陽的8.9％，半徑只有太陽的11%，與木星接近，它的表面温度約2516 K，年齡在5.4～9.8 Gyr之間 ^[17]  。相較之下，太陽年齡4.57 Gyr，表面温度約5778 K ^[3]  。

因為TRAPPIST-1的低光度，它的壽命也許可以達到12萬億年 ^[4]  。同時，TRAPPIST-1是一顆富含金屬的恆星，其金屬量（[Fe/H]）為0.04，即是太陽的109%。它的光度只有太陽的0.0525% ，並且輻射能量大多在紅外線部分。它的視星等為18.80，肉眼不可見。

天文學家於2017年2月宣佈在TRAPPIST-1周圍發現7顆類地行星，並且其中5顆（b、c、e、f、g）的體積與地球接近，另外兩顆（d、h）的體積則在火星與地球之間。有3顆（e、f 、g）的軌道位於宜居帶內。

這7顆行星的平均密度在地球的0.62至1.02倍之間（地球密度 ρ_⊕ 為 5.50785 g/cm³），代表它們主要由岩石組成。

TRAPPIST-1的7顆行星公轉軌道都遠小於水星的公轉軌道。最內側的2顆（b與c）與母恆星距離只相當於地球與月球距離的1.6倍。每顆行星應該在彼此的天空中顯著地交錯出現，並且在某些情形下，所見到的直徑會是地球上所見月球直徑數倍 ^[5]  。最靠近母恆星的行星其一“年”僅相當於1.51個地球日，而第6顆行星的軌道週期也只有12.35個地球日。第7顆行星的軌道週期大約是18.77個地球日，這是因為只觀測到它的一次凌星現象。一般認為年輕矮星表面會發生頻繁而強烈的耀斑，會使靠近母恆星的行星大氣層被剝離 ^[6]  。

TRAPPIST-1系統中較內側6顆行星的軌道幾乎是共振的，分別具有大約24/24、24/15、24/9、24/6、24/4與24/3比例的相對週期，或者是與最近鄰天體週期比例（方向向外）大約是8/5、5/3、3/2、3/2與4/3（即1.603、1.672、1.506、1.509和1.342）。這是太陽系外行星系統中已知最長的近共振鏈，並且這現象被認為是所有行星在距離母恆星更遠處形成後，在殘餘的原行星盤內向內部遷移時互相交互作用造成 ^[2]  。這樣的向內遷移過程增加了液態水存在於這些行星表面的機率。最外側行星的軌道週期仍無法得知較精確數值，無法得知是否與其他6顆行星共振。

因TRAPPIST-1系統規模相對較小，且行星通過恆星盤面與觀測者之間時會產生凌星現象，天文學家可在TRAPPIST-1的行星凌星時觀測恆星光通過行星大氣層後的光譜變化以研究行星光譜。 ^[7] 

從哈勃空間望遠鏡獲得的TRAPPIST-1b與c合併透射光譜分析結果排除前述兩顆行星大氣層中主要是由氫組成的無雲大氣層可能性；因此它們不太可能有延伸到高處的高層大氣層,除非是在高空處有較多雲層。兩顆行星其他大氣層結構分佈則是從無雲水蒸氣組成至類似金星大氣層，並且表現是無特徵的連續譜。 ^[8] 

透過詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）與歐洲極大望遠鏡（EELT）等未來望遠鏡的觀測，天文學家預期將可觀測到行星大氣層內的温室氣體成分，允許天文學家更精準地推測系外行星表面狀況。未來的望遠鏡觀測結果或許還可以偵測到大氣層內的臭氧與甲烷等允許生命存在的化學環境特徵。 ^[9] 

TRAPPIST-1的大多數行星都已被潮汐鎖定（即自轉週期等於公轉週期），這讓該系統行星演化生命“更具挑戰性” ^[10]  。另一個較低的可能性則是某幾顆行星被鎖定在較高階的自轉軌道共振狀態。被潮汐鎖定的行星可能會在永晝的晝半球和永夜的夜半球之間有極大温差，這可能會產生環繞行星的強風。因此，這類行星晝半球與夜半球之間的晨昏圈可能是最適合生命生存的區域。

（以上參考資料 ^[20]  ）

2016年5月，位於智利的小型望遠鏡TRAPPIST首先發現該恆星系統中存在行星，因此被命名為TRAPPIST-1。隨後，在數個地面望遠鏡的支持下，位於太空的“斯皮策”紅外望遠鏡確認該恆星系統存在7顆行星。

利用“斯皮策”的觀測數據，天文學家精確測量了這7顆行星的體積，並且估算出其中6顆的質量，知道了行星的體積和質量，就能得出其密度。

行星系統藝術圖(1張)

2015年9月，由比利時列日大學天文物理與地球物理研究所天文學家米夏埃爾·吉隆（Michaël Gillon）帶領的團隊使用位於智利拉西拉天文台的60釐米望遠鏡TRAPPIST觀測TRAPPIST-1以尋找是否有系外行星環繞。

藉着觀測凌星測光，該團隊發現了三顆體積與地球相當的系外行星環繞TRAPPIST-1。

發現這三顆行星的團隊自2015年9月至12月對TRAPPIST-1進行觀測，並且成果於2016年5月的英國科學雜誌《自然》期刊。

2017年2月22日，天文學家宣佈在TRAPPIST-1周圍再發現4顆行星。除了TRAPPIST，參與發現這4顆行星的望遠鏡還有甚大望遠鏡、史匹哲太空望遠鏡等等。至此環繞TRAPPIST-1的行星數量達到7顆，行星數量僅次於太陽系和開普勒90星系。 ^[11] 

由於該恆星在紅外波段亮度較高，因此作為一款紅外望遠鏡，“斯必澤”非常適合觀測（由於冷卻劑早已用光，該望遠鏡處於延長使用的K2任務階段）。當2018年，更加靈敏的韋布望遠鏡（James Webb Space Telescope）升空之後，將能夠探測到系外行星大氣中水、甲烷、氧氣等化學成分的詳細信息，甚至還能夠得出它們的表面温度和大氣壓等信息，這對於判斷是否真正宜居至關重要。 ^[12] 

TRAPPIST-1b,c,d,e,f,h這七顆行星之中，所有的行星都已經被母恆星潮汐鎖定，而最外側的行星可能位於該系統的適居帶內或外側距離邊緣不遠處。

b,c,d三顆行星距離母恆星極近（分別為日地距離的1%、1.5%、3%），因此內側兩顆行星的軌道週期分別只有1.5和2.4日，而第三顆的軌道尚未完全確認，約在4.5至73日之間。 ^[13] 

要注意的是，被潮汐鎖定的行星可能會在永晝的晝半球和永夜的夜半球之間有極大温差，這可能會產生環繞行星的強風。因此，這類行星晝半球與夜半球之間的晨昏圈可能是最適合生命生存的區域。

由於母星的質量極低，沒有輻射層，它會產生大量耀斑，千億年也不會停止。同時，其宜居帶內的行星距離母星很近，耀斑中的紫外線、X射線等高能射線會穿過臭氧層，破壞生命，且由於恆星磁場過大、過強，干擾了行星磁場阻止高能粒子穿透的作用，e、f、g三顆行星上是否有生命還無法確定。

這3顆超冷矮星的大小和温度，與地球及金星十分相似。研究認為，鑑於它們的大小及與低強度恆星的距離，它們表面或有區域的温度適宜生存及容許液態水出現。

米夏埃爾·吉隆(Michael Gillon)表示，這是第一次在太陽系以外，發現星球上可能有生物的痕跡，而且體積與地球相似，是最有潛質可作移居的星球。參與研究的美國麻省理工學院博士威特表示：“這次發現有如天文科學界中頭獎。” ^[14] 

2017年2月23日凌晨2點，天文學家宣佈，在距離地球40光年的單顆恆星周圍發現7顆地球大小的類地行星，其中3顆確定位於宜居帶內，或許它們都有水存在。該發現一舉打破了在太陽系外單顆恆星周圍發現“宜居帶內”行星數量的紀錄。 ^[12] 

“宜居帶”（habitable zone）是指行星距離恆星遠近合適的區域，在這一區域內，恆星傳遞給行星的熱量適中，既不會太熱也不太冷，能夠維持液態水的存在。

2023年3月，國際著名學術期刊《自然》最新發表一篇天文學論文稱，根據韋布空間望遠鏡的觀測結果，地球大小的系外行星TRAPPIST-1b上未發現大氣的跡象。 ^[15]