詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）已經實現了早在2017年就宣布的首批主要科學目標之一。紅外線儀器現已探測到TRAPPIST-1 系外行星之一周圍的大氣層。

藝術家對TRAPPIST-1 系統的印象，同名恆星位於中心，最內側的行星TRAPPIST-1 b 位於前景。圖/Benoît Gougeon，蒙特婁大學

詹姆斯-韋伯接替了老化的哈伯望遠鏡，它巨大的鏡面能收集到比以往任何望遠鏡都多的光線，從而拍攝出高分辨率的圖像，而它的紅外線感應裝置則能讓它窺探到更深的空間和時間。總之，JWST 已被證明在提供有關恆星、行星和宇宙本身早期歷史的新見解方面具有不可估量的價值。

2017 年，天文學家發現了一個由七顆地球大小的系外行星組成的非凡系統，它們圍繞著附近一顆名為TRAPPIST-1 的紅矮星運行，距離只有40 光年。自然而然地，科學家們開始好奇，這些迷人的系外行星透過尚未發射的JWST 的眼睛會是什麼樣子。很快，這個系統就成為瞭望遠鏡的首批正式科學目標之一，目標是研究這些行星的潛在宜居性。

現在，它利用一種稱為透射光譜學的方法，首次瞥見了TRAPPIST-1 b的最內層世界。當行星從主恆星前方經過時，光線會穿過任何可能存在的大氣層，根據空氣中分子的不同，阻擋不同波長光線的程度也不同。透過對光譜的分析，天文學家可以確定大氣層的成分，並從中獲取其他信息，如行星是否適合居住。

研究團隊從中沒有發現TRAPPIST-1 b 有大氣活動的跡象–檢測到的光譜可以完全歸因於恆星的活動。這項發現與今年稍早進行的其他韋伯觀測結果一致，這些觀測結果測量了這顆行星的溫度，發現不太可能存在大氣層。不過，也不能排除它擁有由純水、二氧化碳或甲烷組成的稀薄大氣層的可能性。

“我們的觀測沒有發現TRAPPIST-1 b周圍有大氣層的跡象，”該研究的作者Ryan MacDonald說。”這告訴我們，這顆行星可能是一塊光禿禿的岩石，在大氣層的高處有雲層，或者有像二氧化碳這樣非常重的分子，使得大氣層太小而無法探測到。但我們看到的是，恆星絕對是主導我們觀測的最大影響因素，這將對系統中的其他行星產生完全相同的影響。”

TRAPPIST-1 b主要是對其更有趣的鄰居–TRAPPIST-1 d、e和f–進行技術測試，它們都在恆星的宜居帶內運行。研究人員說，這項研究幫助他們了解如何解釋恆星的冷熱點、耀斑和其他可能影響大氣讀數的活動。

這項研究發表在《天文物理學雜誌通訊》。