温和 rocky 系外地球 TRAPPIST-1 d 二次大气的严格限制
地球与行星天体物理
2025-08-13 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
近距离 TRAPPIST-1 系统拥有七颗小型岩石行星绕一颗后型 M8 星，为寻找温和地质世界上的二次大气提供了前所未有的机会。特别是半径为 0.8 地球半径的行星 TRAPPIST-1 d 位于宜居带边缘（平衡温度约为 262 K）。本文基于 JWST 的 NIRSpec/PRISM 首次对 TRAPPIST-1 d 进行 0.6-5.2 微米 NIRSpec/PRISM 传输光谱测量，采用两次轨道观测。我们发现，来自未遮蔽明亮不均匀性的星际污染会引入 500-1000 ppm 的访问依赖性斜率，与来自非轨道星际光谱的约束相符。校正后，传输光谱在 ±100-150 ppm 范围内保持平坦，未见雾状斜率或分子吸收迹象，尽管 NIRSpec/PRISM 对 CH4、H2O、CO、SO2 和 CO2 具有灵敏度。我们的观测以超过 3σ 的置信度排除了具有高置信度的氢化合物主导大气。我们利用对即使是微量 CH4、H2O 和 CO2 的约束，进一步排除了类似泰坦、无云的金星、早期火星以及两种阿基尔古地球和无云现代地球情景（置信度超过 95%）。如果 TRAPPIST-1 d 保留大气，那它可能非常稀薄或包含高空气溶粒，水云在终端位置的形成由 3D 全球气候模型预测。或者，如果 TRAPPIST-1 d 是无气的， Our 进化模型表明，TRAPPIST-1 b、c 和 d 必须形成时不超过约 4 个地球海洋的水量，尽管这不排除在较冷宜居带行星 TRAPPIST-1 e、f、g 上存在大气。
引用
@article{arxiv.2508.08416,
title = {Strict limits on potential secondary atmospheres on the temperate rocky exo-Earth TRAPPIST-1 d},
author = {Caroline Piaulet-Ghorayeb and Björn Benneke and Martin Turbet and Keavin Moore and Pierre-Alexis Roy and Olivia Lim and René Doyon and Thomas J. Fauchez and Loïc Albert and Michael Radica and Louis-Philippe Coulombe and David Lafrenière and Nicolas B. Cowan and Danika Belzile and Kamrul Musfirat and Mehramat Kaur and Alexandrine L'Heureux and Doug Johnstone and Ryan J. MacDonald and Romain Allart and Lisa Dang and Lisa Kaltenegger and Stefan Pelletier and Jason F. Rowe and Jake Taylor and Jake D. Turner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.08416},
year = {2025}
}
备注
36 pages, 13 figures, accepted for publication in ApJ