TRAPPIST-1行星的恶劣环境

最近，在邻近的超冷 M8 矮星 TRAPPIST-1 周围又发现了四颗地球质量行星，使得该恒星拥有总计七颗表面平衡温度适宜液态水存在的行星，这一发现引人注目。围绕 M 矮星的温带类地行星轨道非常靠近其母星，使其大气层容易受到恒星风以及高能电磁辐射和粒子辐射的侵蚀。在此，我们使用最先进的 3D 磁流体动力学模型模拟了 TRAPPIST-1 周围的恒星风，并研究了每个行星轨道上的环境条件。所有行星经历的恒星风压力介于地球所受太阳风压力的 $10^3$ 至 $10^5$ 倍之间。所有轨道都经历了一个数量级的风压变化，且大多数行星在其很大一部分轨道周期内处于亚 Alfvénic 状态。对于合理的行星磁场强度，所有磁层都被极大压缩，并经历比地球磁层剧烈得多的动态变化。行星磁场在大部分行星表面与恒星径向场相连，使得恒星风粒子能够直接流入行星大气层。这些条件可能导致强烈的大气剥离与蒸发，在对 TRAPPIST-1 行星的演化和宜居性进行任何现实评估时都应将其纳入考量。