这项工作可以帮助天文学家更有效地研究不同于太阳的恒星周围的行星，并更好地利用詹姆斯韦伯太空望远镜有限的昂贵资源，现在预计将于2021年发射。
“我们正在模拟不熟悉的氛围，而不仅仅是假设我们在太阳系中看到的东西看起来与另一颗恒星相同，”华盛顿大学博士生Andrew Lincowski说道，该论文的主要作者描述了这些研究结果。在 天体物理学杂志。“我们进行了这项研究，以显示这些不同类型的大气层的样子。”
'金矿'
该团队简单地发现，由于一个非常炎热，明亮的早期恒星阶段，所有七颗恒星的世界都可能像金星一样进化，任何早期的海洋都可能已经蒸发并留下致密的，不适合居住的环境。然而，正如之前的研究所表明的那样，一个行星TRAPPIST-1 e可能是一个值得进一步研究的类地海洋世界。
TRAPPIST-1,39光年或大约235万亿英里之外，大约和恒星一样小，仍然是恒星。一颗相对较酷的“M矮星” - 宇宙中最常见的恒星 - 它的质量约为太阳质量的9％，半径约为12％。TRAPPIST-1的半径只比木星略大一点，尽管它的质量要大得多。
所有七个TRAPPIST-1的行星都大约相当于地球的大小，其中三个行星标记为e，f和g-被认为是在它的可居住区域，一个恒星周围的空间，岩石行星可能有液体表面上有水，从而给生命一个机会。TRAPPIST-1 d骑在可居住区的内缘，而更远的地方，TRAPPIST-1 h，绕过该区域的外缘。
“这是一系列行星，它们可以让我们深入了解行星的演化，特别是在与我们截然不同的恒星周围，不同的光线从它上面发出，”Lincowski说。“这只是一个金矿。”
模拟环境
Lincowski说，之前的论文已经模拟了TRAPPIST-1世界，但他和这个研究团队“试图在辐射和化学方面进行最严格的物理建模 - 尽可能使物理和化学成为可能。”
该团队的辐射和化学模型为每种可能的大气气体创建光谱或波长签名，使观察者能够更好地预测在系外行星大气中寻找此类气体的位置。Lincowski说，当韦伯望远镜或其他人实际上有一天检测到气体痕迹时，“天文学家将利用光谱中观察到的碰撞和摆动来推断出哪些气体存在 - 并将其与我们的工作进行比较来说明一些事情。这个星球的构成，环境，也许还有它的进化历史。“
他说，人们习惯于思考类似于太阳的恒星周围行星的可居住性。“但是M矮星是非常不同的，所以你必须考虑化学对大气的影响以及这种化学对气候的影响。”
将陆地气候模拟与光化学模型相结合，研究人员模拟了每个TRAPPIST-1世界的环境状态。
他们的建模表明：
- 最接近恒星的TRAPPIST-1 b是一个炽热的世界，即使是像金星一样的硫酸云也会形成。
- 行星c和d从它们的恒星获得的能量比金星和地球从太阳获得的能量略多，可能是类似金星的，具有密集，不适合居住的气氛。
- TRAPPIST-1 e最有可能在温带表面承载液态水，并且在进一步研究时考虑到可居住性是一个很好的选择。
- 外行星f，g和h可以是金星状或可以被冻结，这取决于行星在其进化过程中形成的水量。
水分流失
Lincowski说，实际上，任何或所有TRAPPIST-1的行星都可以像金星一样，任何水或海洋都会被烧掉。他解释说，当水从行星表面蒸发时，来自恒星的紫外线会破坏水分子，释放氢，这是最轻的元素，可以逃离行星的引力。
这可能会留下大量的氧气，这些氧气可能会留在大气中并不可逆转地从地球上除去水分。这样的行星可能具有厚厚的氧气氛，但不是由生命产生的气体，并且与所观察到的任何东西都不同。
“如果这些行星最初的水比地球，金星或火星更多，这可能是可能的，”他说。“如果行星TRAPPIST-1 e在这个阶段没有失去所有的水，今天它可能是一个完全被全球海洋覆盖的水世界。在这种情况下，它可能具有类似于地球的气候。“
Lincowski表示，这项研究更多的是关注气候演变，而不是判断行星的可居住性。他计划未来的研究更直接地关注水行星的建模及其生命机会。
华盛顿大学的天文学博士生Jacob Lustig-Yaeger说：“在我们了解这个行星系统之前，对地球大小行星大气可探测性的估计看起来要困难得多。”
他说，这颗恒星如此小，将使望远镜数据中行星大气中的气体（如二氧化碳）的特征变得更加明显。
“我们的工作告诉科学界我们可能期望看到的TRAPPIST-1行星与即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜。”
“形成地球行星演变的过程对于它是否可以适应，以及我们解释可能的生命迹象的能力至关重要，”梅多斯说。“本文建议我们可能很快能够在外星世界中搜索这些过程的潜在可检测迹象。”
水瓶座星座中的TRAPPIST-1的名字来源于地面的Transiting Planets和Planetesimals Small Telescope，该设施于2015年首次发现了行星周围的行星证据。
其他共同作者来自华盛顿大学; 加州理工学院喷气推进实验室; 北亚利桑那大学; 纽约Flatiron研究所; 以及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。
该团队使用了华盛顿大学Hyak超级计算机系统的存储和网络基础设施。该大学的学生技术费用为该系统提供资金。
NASA天体生物学研究所资助了这项研究。Lincowski还获得了NASA在地球和空间科学奖学金计划下的支持。这项工作得益于研究人员参与NASA Nexus系外行星系统科学（NExSS）研究协调网络。
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