天文学家计划使用詹姆斯·韦伯太空望远镜来探测TRAPPIST-1系统中行星的大气特征。
随着在距地球40光年远的TRAPPIST-1恒星周围发现七个地球大小的行星，天文学家正在寻找即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜，以帮助我们确定这些行星中是否有任何一个可以维持生命。
“如果这些行星有大气层，詹姆斯·韦伯太空望远镜将成为揭开它们秘密的关键，”华盛顿美国宇航局总部系外行星计划科学家道格·赫金斯说。“与此同时，NASA的Spitzer，Hubble和Kepler等任务正在跟进这些行星。”
“这是詹姆斯·韦伯太空望远镜所能描述的最好的地球大小行星，也许是整个生命周期的特征，”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心博士后研究员汉娜·韦克福德说。在戈达德，工程师和科学家目前正在测试Webb望远镜，该望远镜将能够以红外方式查看这些行星，这超出了我们目前的能力。韦伯望远镜将极大地增加我们对这些行星的了解。通过扩展的波长覆盖范围，我们将能够查看其大气层中是否有水，甲烷，一氧化碳/二氧化碳和/或氧气。
在寻找可能维持生命的行星时，您不仅需要了解行星的大小或与恒星的距离。检测行星大气中这些分子的相对比例可以告诉研究人员行星是否可以维持生命。
“数千年来，人们一直想知道，还有其他像地球这样的行星吗？有生命吗？”麻省理工学院的天体物理学家和行星科学家萨拉·西格（Sara Seager）说。“现在，我们有一堆行星可供进一步研究，以尝试回答这些古老的问题。”
韦伯于2018年推出，其主要目标之一就是使用光谱学，一种通过将光分成不同的波长来分析光的方法，从而使人们能够（通过其独特的波长特征）识别其化学成分，从而确定外星世界的大气成分。韦伯将特别寻求可以通过生物过程产生的化学生物标记物，例如臭氧和甲烷。当光合作用生物（例如树木和浮游植物）产生的氧气在光中合成时，就会形成保护我们免受地球上有害的紫外线辐射的臭氧。由于臭氧在很大程度上取决于要形成的生物的存在，因此韦伯将在外星大气中寻找它作为生命的一种可能指示。它还将能够寻找甲烷，这将有助于确定导致臭氧积累的氧气的生物来源。
在TRAPPIST-1系统中发现行星意味着Webb将能够在相对较近的系统上使用其巨大的功能。研究人员最近在TRAPPIST-1系统中确定了三个有前途的行星e，f和g，它们在宜居区域内运行，并为韦伯进行研究提供了良好的候选条件。根据它们的大气成分，所有这三个类地球系外行星都可能具有支持液态水的适当条件。因为行星绕着一颗很小的恒星运行，所以来自这些行星的信号将相对较大，并且刚好足以使韦伯探测到大气特征。NASA戈达德太空飞行中心的天体生物学家Shawn Domagal-Goldman说：“两周前，我会告诉您Webb在理论上可以做到这一点，但实际上，它需要一个几乎完美的目标。好吧，我们刚刚获得了三个几乎完美的目标。”
该系统中的行星数量也将使比较行星学领域的新研究成为可能，该研究通过比较不同的世界来揭示基本的行星过程。韦克福德说：“这是第一个也是唯一一个拥有七个地球大小的行星的系统，其中三个位于恒星的宜居区域。”“这也是第一个足够明亮，足够小的系统，使我们有可能观察这些行星的每一个大气层。我们对系外行星的了解越多，我们对自己的太阳系将如何发展的了解就越多。在所有七个地球大小的行星上，我们可以研究使每个行星都独一无二的不同特征，并确定行星的状况和起源之间的关键联系。”
NASA正在探索太阳系及其以外的地方，以更好地了解宇宙及其在其中的位置。我们正在寻求回答古老的问题，例如我们的宇宙是如何开始和发展的；星系，恒星和行星是如何形成的；而且我们一个人。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是美国宇航局哈勃太空望远镜的科学继承者。这将是有史以来最强大的太空望远镜。Webb是由NASA及其合作伙伴ESA（欧洲航天局）和加拿大航天局领导的国际项目。
