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TRAPPIST-1系统中可能的行星大气综述

地球与行星天体物理 2020-08-05 v1 天体物理仪器与方法 太阳与恒星天体物理 大气与海洋物理 地球物理

摘要

TRAPPIST-1是一个极好的邻近(约39.14光年)行星系统,由至少七颗凌星的类地尺寸、类地质量行星组成,它们都接收到中等程度的辐照。迄今为止,这是潜在宜居行星中观测最有利的系统。自2016年TRAPPIST-1行星发现公布以来,越来越多的方法和途径被使用和提出以揭示其真实性质。在此,我们汇编了迄今使用这些技术和途径获得的所有观测与理论约束的最新概览。目标是更好地理解TRAPPIST-1行星是否拥有大气,以及如果有,它们由什么构成。为此,我们调研了关于TRAPPIST-1的文献,主题广泛涵盖辐照环境、轨道构型、凌星观测、密度测量、恒星污染以及数值气候与逃逸模型。这些主题中的每一个都为我们理解七颗行星可能的大气增添了一块砖。我们表明:(i) HST凌星观测、(ii) 密度测量、(iii) 大气逃逸建模以及 (iv) 气体吸积建模共同提供了反对TRAPPIST-1行星周围存在H2主导大气的坚实证据。这意味着它们可能拥有 (i) 高分子量大气或 (ii) 根本无大气。表征TRAPPIST-1行星大气(若存在)的整体成分面临若干关键挑战。迄今主要的一个是表征并修正恒星污染的影响。幸运的是,詹姆斯·韦伯空间望远镜以及甚大望远镜上的近红外高分辨率地基光谱仪的新一波观测将在未来十年带来显著进展。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.03334,
  title  = {A review of possible planetary atmospheres in the TRAPPIST-1 system},
  author = {Martin Turbet and Emeline Bolmont and Vincent Bourrier and Brice-Olivier Demory and Jérémy Leconte and James Owen and Eric T. Wolf},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.03334},
  year   = {2020}
}

备注

55 pages, 11 figures, 2 tables. Review article accepted for publication in Space Science Reviews. Part of ISSI special collection on 'Understanding the Diversity of Planetary Atmospheres'. Abstract abridged to meet ArXiv size limit