韋伯排除 TRAPPIST-1c 有厚二氧化碳大氣層的可能性

恆星系統 TRAPPIST-1 有 7 顆岩石行星，為尋找太陽系外行星大氣層提供獨特機會。TRAPPIST-1 是超冷紅矮星，位於寶瓶座，距離我們約 40 光年，只比木星大一點，質量為太陽 8%。

2017年2月，天文學家宣布這顆恆星至少有7顆行星，分別為TRAPPIST-1b、c、d、e、f、g和h，大小都與地球、金星相似或略小。因更靠近母恆星，軌道週期都非常短，分別為1.51、2.42、4.04、6.06、9.21、12.35和20個地球日。

想知道岩石行星是否有大氣層，過去只能研究真正厚實、富含氫大氣層的行星。有了韋伯，現在終於可以開始尋找以氧氣、氮氣和二氧化碳為主的大氣層。TRAPPIST-1c大小質量與金星大致相同，且從母恆星接收的輻射量與金星接收輻射量相似，研究人員認為可能有像金星厚厚二氧化碳的大氣層。

天文學家使用韋伯中紅外成像光譜儀（MIRI）在四個場合觀察TRAPPIST-1系統，當行星從恆星後面經過，只觀察到恆星光的現象稱為次食（secondary eclipse）。

透過比較行星於恆星後亮度（僅恆星光）與行星於恆星旁亮度（恆星光和行星光總和），團隊得以計算出行星受光面波長15微米的中紅外光量。結果顯示此行星是沒有大氣層的裸露岩石，或說這顆行星只有非常稀薄的二氧化碳大氣層（比地球甚至火星稀薄），且沒有雲層。如果這顆行星有厚厚二氧化碳大氣層，將會觀察到非常淺的次食，或根本觀察不到，因二氧化碳會吸收所有波長15微米的光。

觀測數據還顯示，這顆行星不太可能如金星有厚厚二氧化碳大氣層和硫酸雲。由於沒有厚大氣層，行星形成時可能只含較少水。如果更冷更溫和的TRAPPIST-1行星在類似條件下形成，也可能一開始只含少量水和其他讓行星適合居住的必要成分。

韋伯在次食期間檢測到的亮度下降僅0.04%，相當於1萬個小燈泡組成的顯示器發現四個燈泡不亮了，科學家能有可測量並區分如此遙遠行星各種大氣的靈敏度已很了不起。

這幾十年來，人們一直質疑岩石行星能否維持大氣層，韋伯能力讓我們以前所未有的方式將系外行星系統與太陽系比較。研究成果發表於《Nature》期刊。