Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1
现代天文学的一个重点是探测适合大气特征的温带类地系外行星。最近实现了一个里程碑，探测到三颗地球大小的行星经过（即经过）一颗距离太阳12秒差距仅为太阳质量8%的恒星。事实上，这些行星的凌日配置与其宿主恒星（名为TRAPPIST-1）的大小类似，使得有可能利用当前和未来的天文设施深入研究它们的大气特性。在这里，我们报告了从地面和斯皮策太空望远镜对该恒星进行密集的光度监测活动的结果。我们的观测显示，至少有七颗大小和质量与地球相似的行星围绕TRAPPIST-1旋转。这六颗内行星形成了一个近共振链，它们的轨道周期（1.51，2.42，4.04，6.06，9.21，12.35天）接近小整数的比率。这种结构表明，行星在离恒星更远的地方形成，并向内迁移。这七颗行星的平衡温度低到足以使其表面有可能存在液态水。
2017-03-04 astro-ph.EP
Atmospheric escape from the TRAPPIST-1 planets and implications for habitability
在足够长的时间尺度上大气层的存在被广泛认为是与行星表面可居住性相关的最突出的标准之一。我们解决的关键问题是，最近发现的超冷矮星TRAPPIST-1的七颗地球大小的行星是否能够保留它们的大气层。为此，我们进行了数值模拟，以描述TRAPPIST-1的恒星风和所有七颗行星的大气离子逃逸率。我们还估计了逃逸率的分析和证明，他们是在良好的协议与数值结果。我们的结论是，TRAPPIST-1系统的外行星能够在数十亿年的时间尺度上保持其大气层。从我们的研究结果所产生的后果也探讨了在自然发生，生物多样性，并寻找未来的系外行星。鉴于其中涉及许多未知数和假设，我们建议必须谨慎解释这些结论。
2017-12-09 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
The Stellar Activity of TRAPPIST-1 and Consequences for the Planetary Atmospheres
由M型矮星所承载的行星的特征，比起那些围绕较大恒星的行星，更容易被凌日光度法和径向速度法侦测到。最近，凌日测光被用来发现7颗行星围绕晚M矮星TRAPPIST-1运行。TRAPPIST-1的三颗行星落在宜居带，在适当的行星条件下，行星表面可能存在液态水。我们的目标是通过研究恒星的活动及其对行星的影响来研究TRAPPIST-1行星的可居住性。我们分析了先前发表的空间和地面光变曲线，并显示了TRAPPIST-1的光度测定旋转周期似乎随着时间的推移而变化，这是由于复杂的，不断变化的表面活动。TRAPPIST-1表面的剧烈变化表明，光度测定的自转周期对于这颗恒星和类似的活跃恒星来说可能不可靠。虽然恒星的活动很低，但我们使用“宇宙海岸线”的前提来提供证据，证明TRAPPIST-1环境可能导致极紫外恒星辐射侵蚀可能的行星大气。
2017-11-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Detectability and Characterization of the TRAPPIST-1 Exoplanet Atmospheres with JWST
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）将首次提供机会以足够的精度来表征类地系外行星，以识别高平均分子量的大气，而TRAPPIST-1的七颗已知的过境地球大小的行星是特别有利的目标。为了帮助社区准备JWST，我们使用TRAPPIST-1系外行星的合理海洋损失和可居住环境的模拟，并测试所有明亮物体时间序列光谱模式和所有MIRI测光过滤器的模拟，以确定使用传输和发射观测进行大气检测和表征的最佳观测策略。我们发现，透射光谱与NIRSpec棱镜是最佳的检测地球，含二氧化碳的大气，可能在不到10个过境的所有七个TRAPPIST-1行星，如果他们缺乏高海拔气溶胶。如果TRAPPIST-1行星拥有类似金星的H2SO 4气溶胶，则可能需要多达12倍的凌日才能探测到大气层。我们提出了最佳的仪器和观测模式，在一个给定的陆地大气中的单个分子物种的检测和观测策略，用于区分进化状态。我们发现，水可能是令人望而却步的难以检测金星和可居住的大气层，由于其存在于大气中的传输光谱较低的敏感性。虽然生物O2和O3的存在将是非常具有挑战性的检测，从过去的海洋损失非生物产生的氧气可能是可检测的所有七个TRAPPIST-1行星通过O2-O2碰撞引起的吸收在1.06和1.27微米，或通过近红外O3功能的外部三个行星。我们的研究结果构成了一套假设的性质和可探测性的高度进化的陆地系外行星的大气，可以测试与JWST。
2019-05-17 astro-ph.EP
Limits on forming coreless terrestrial worlds in the TRAPPIST-1 system
SKLab-DeepMinE, MOEKLab-OBCE, School of Earth and Space Sciences, Peking University（北京大学地球与空间科学学院）；Research Institute of Extraterrestrial Material at PKU (RIEMPKU)（北京大学地外物质研究所）；Institute for Particle Physics and Astrophysics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院粒子物理与天体物理研究所）
TRAPPIST-1系统中行星形成过程中，氧分配限制了无核类地天体的最大质量，且其密度亏损可能与恒星金属度相关。
2026-01-03 astro-ph.EP
Orbital Stability of Moons Around the TRAPPIST-1 Planets
Indian Institute of Science Education Research, Kolkata, India（印度科学教育研究学院）；Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, CNRS and Université de Bordeaux, Allée Geoffroy St. Hilaire, 33165 Pessac, France（波尔多天体物理学实验室）
TRAPPIST-1行星卫星的轨道稳定性研究显示，卫星的稳定性范围受限于海恩半径的40-45%，并受到多行星引力影响，最重可能存活的卫星质量在10^(-7-9) M_⊕范围内。
2025-12-22 astro-ph.EP
A review of possible planetary atmospheres in the TRAPPIST-1 system
TRAPPIST-1是一个梦幻般的附近（~39.14光年）行星系，由至少七个过境的地球大小，地球质量的行星组成，所有行星都接受适度的辐射。到目前为止，这是观测上最有利的潜在宜居行星系统。自2016年宣布发现TRAPPIST-1行星以来，越来越多的技术和方法被用来揭示其真实性质。在这里，我们已经汇编了一个国家的最先进的概述，所有的观测和理论的限制，迄今为止已经获得使用这些技术和方法。我们的目标是更好地了解TRAPPIST-1行星是否可以有大气层，如果可以，它们是由什么组成的。为此，我们调查了有关TRAPPIST-1的文献，主题广泛的辐射环境，轨道结构，过境观测，密度测量，恒星污染，数值气候和逃逸模型。这些主题中的每一个都为我们理解这七颗行星可能的大气层增加了一块砖。我们表明，（i）HST过境观测，（ii）密度测量，（iii）大气逃逸模型，（iv）气体吸积模型共同提供了坚实的证据，对周围的TRAPPIST-1行星的H2占主导地位的大气的存在。这意味着它们可能具有（i）高分子量气氛或（ii）根本没有气氛。未来有几个关键的挑战来表征TRAPPIST-1行星大气层（如果存在）的整体组成。到目前为止，主要的一个是表征和校正恒星污染的影响。幸运的是，詹姆斯·韦伯太空望远镜和超大望远镜上的近红外高分辨率地面光谱仪的新一波观测将在未来十年带来重大进展。
2020-07-07 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The tidal parameters of TRAPPIST-1 b and c
TRAPPIST-1行星系由7颗行星组成，它们之间的距离在0.05天文单位以内，其中5颗处于多共振链中。这些共振表明该系统是通过行星迁移形成的;随后的潮汐演化减弱了大部分初始偏心率。我们使用动态N体模拟来估计在行星形成过程中出现的多共振配置需要多长时间才能打破。从那里，我们使用长期理论对行星b和c的潮汐参数提出限制。我们根据多层内部模型校准我们的结果，这些模型是为了拟合行星的质量和半径而构建的，潮汐参数是独立计算的。动力学模拟表明，行星通常在形成后3000万年变得不稳定。{假设始终同步旋转}我们计算行星b的$\frac{k_2}{Q} \gtrsim 2\times 10^{-4}$和行星c的$\frac{k_2}{Q} \gtrsim 10^{-3}$。内部模型产生TRAPPIST-1 b的$(0.075-0.37) \times 10^{-4}$和TRAPPIST-1 c的$(0.4-2)\times 10^{-4}$。{动力学和内部}模型之间的协议是不是太强，但仍然是有用的约束系统的动力学历史。我们认为，这种双管齐下的方法可以进一步使用在其他多共振系统，如果行星的轨道和内部参数是足够的众所周知的。
2019-05-01 astro-ph.EP
Photometric Analysis and Transit Times of TRAPPIST-1 b and c
TRAPPIST-1拥有七颗地球大小的行星，它们都经过一颗M8恒星。我们观察到中间过境时间的每一个内部的两个行星与天体物理研究联盟（ARC）3.5米望远镜在阿帕奇点天文台（APO），以帮助限制行星质量与过境时间的变化，我们概述了一个程序，分析过境观测晚M星与APO。TRAPPIST-1 b和c的过境时间分别为$\mathrm{BJD}_{\mathrm{TDB}} = 2457580.87634^{+0.00034}_{-0.00034}$和$2457558.89477^{+0.00080}_{-0.00085}$，这将有助于限制行星质量。
2018-01-13 astro-ph.EP
Predicting the Orbit of TRAPPIST-1i
TRAPPIST-1系统提供了一个精致的实验室，用于推进我们对系外行星大气、成分、动力学和结构的理解。TRAPPIST-1的一个显着方面是它代表了已知最长的共振链，所有七颗行星都与它们的邻居共享近平均运动共振。在测量1h的周期之前，Luger等人（2017）表明，假设它也参与了共振链，预计1h有六种可能的高度精确的周期。我们在这里表明，结合这一论点与提丢斯-波德定律适合的内部六个世界缩小了选择到一个单一的精确postdiction为1h的周期，这是最终正确的周期。但是，成功的后验永远不会像成功的预测那样令人信服，因此我们采取下一步，并将此论点应用于假设的TRAPPIST-1 i。我们发现这个论点预测了两个可能的周期，要么25.345天，要么28.699天。如果成功的话，这可能为紧凑型共振链系统中的行星预测提供基础。如果被证伪，这将表明该论点缺乏真正的预测能力，可能不值得我们在建立行星系预测模型的努力中进一步追求。
2018-07-27 astro-ph.EP
Time-resolved image polarimetry of Trappist-1 during planetary transits
我们获得了Trappist-1的线性偏振测光（$J$ -波段）和低分辨率光谱（$ZJ$ -波段），Trappist-1是一个由一颗M8型低质量恒星和七颗地球大小的温带行星组成的行星系统。天文学监测活动涵盖了6.5小时的连续观测，包括一次Trappist-1d行星的完整凌日以及Trappist-1b和e的部分凌日。在没有行星凌日的时期获得的分光光度数据和光度光变曲线表明，低质量恒星具有与零值兼容的非常低的线性偏振水平。然而，“凌日”观测显示了一个增强的线性偏振信号，峰值为$p^* = 0.1\,\%$，置信度为3 $σ$，特别是在Trappist-1d完全凌日的情况下，从而证实了M8型恒星的大气很可能是尘埃。需要对Trappist-1的不同大气状态进行额外的观测来证实我们的发现，因为所涉及的偏振信号很低。如果得到证实，对具有中央超冷矮星的凌日行星系统的偏振观测可以成为表征宿主矮星大气层和验证凌日行星候选者的有力工具，而这是任何其他方法都无法证实的。
2019-01-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Convergent Migration Renders TRAPPIST-1 Long-lived
TRAPPIST-1是一颗晚M矮星，由七颗地球大小的行星环绕，轨道周期比接近平均运动共振链。由于不确定的系统参数，大多数轨道配置推导出的后验分布是不稳定的短时间尺度上的$\sim$ 0.5百万年，即使包括偏心阻尼效应的潮汐。相比之下，我们表明，大多数物理上合理的共振配置产生的磁盘迁移是稳定的，即使没有潮汐耗散的时间尺度上至少50万年（$10^{10}$轨道），增加了至少两个数量级。这一结果，连同显着的链的周期比在系统中，提供了强有力的证据，收敛迁移自然安置系统附近的平衡配置所迫的共振链。我们提供了一个公开可用的数据库，物理上合理的初始条件TRAPPIST-1通过参数化的行星盘相互作用，以及逐位可重复的N体积分在$10^9-10^{10}$轨道。
2017-05-08 astro-ph.EP
Enhanced interplanetary panspermia in the TRAPPIST-1 system
我们提出了一个简单的模型来估计最近发现的超冷矮星TRAPPIST-1的七颗行星系统中的行星际胚种说的概率，并发现胚种说可能是数量级更有可能发生在TRAPPIST-1系统相比，地球到火星的情况。因此，我们认为，与太阳系相比，TRAPPIST-1行星上的自然发生概率有所提高。通过采用理论生态学的模型，我们表明，由于移民率的增加，物种转移的数量和承载生命的行星的数量也可能更高。我们提出了一些观测指标，用于评估TRAPPIST-1系统中多个行星上的生命是否是由胚种论引发的。这些结果也适用于其他行星系中的可居住系外行星和系外卫星。
2017-06-28 astro-ph.EP
Long-term tidal evolution of the TRAPPIST-1 system
超冷M矮星TRAPPIST-1被七颗行星环绕，它们以共振链的形式排列。凌日时间的变化表明，行星被困在多个三体共振中，它们的轨道稍微偏心，可能是由共振强迫造成的。目前的偏心率值可能是其形成的残余。在这里，我们使用虚拟力进行数值模拟，当它们在气盘中迁移时，将完全成长的行星捕获在共振中，然后进行数值模拟，详细描述它们的潮汐演化。对于减小的盘刻度高度$h\sim 0.03$ --0.05，在共振捕获时行星的偏心率比它们当前的值高几倍。我们表明，目前的偏心率和行星d至h的间距是自然的结果耦合潮汐演化，其中行星同时阻尼其偏心率和分离，由于它们的共振相互作用。我们进一步表明，行星沿着一组平衡曲线在半长轴-偏心率相空间，定义的共振，并保持角动量。因此，当前的8：5- 5：3-（3：2）$^2$ -4：3 - 3：2共振配置不能从原始（3：2）$^4$ -4：3 - 3：2共振配置复制，该配置仅来自行星中的潮汐耗散。我们使用我们的模拟约束长期潮汐参数$k_2/Q$行星b到e，这是在范围$10^{-3}$到$10^{-2}$，并表明，这些都是一致的内部建模以下合理的假设。
2022-07-12 astro-ph.EP
On the local formation of the TRAPPIST-1 exoplanets
本研究通过600多次吸积模拟，探讨TRAPPIST-1系外行星本地形成的可能性，发现铁含量趋势解释密度递减，并展示潮汐迁移可产生高阶共振。
2024-11-04 astro-ph.EP
The Coupled Impacts of Atmospheric Composition and Obliquity on the Climate Dynamics of TRAPPIST-1e
本文利用ExoCAM GCM模拟TRAPPIST-1e在0°–90°倾角和0.0004–1巴CO₂下的气候，揭示倾角与大气成分对急流、云层及热相位曲线的耦合影响。
2024-05-10 astro-ph.EP
On the Age of the TRAPPIST-1 System
附近（d = 12 pc）的M8矮星TRAPPIST-1（2 MASS J23062928-0502285）拥有一个紧凑的系统，至少有七颗大小与地球相似的系外行星。鉴于其重要性测试行星形成和演化理论，并为评估的前景，地球大小的系外行星轨道上最常见的类型的恒星在银河系中的可居住性，我们提出了一个全面的评估这个系统的年龄。我们整理的经验年龄约束的基础上的颜色绝对星等图，平均密度，锂吸收，表面重力特征，金属丰度，运动学，旋转，和磁活动，并得出结论，TRAPPIST-1是一个过渡的薄/厚盘星的年龄为7.6 $\pm$ 2.2 Gyr。这颗恒星的色星等位置与它稍微富含金属（[Fe/H] $\simeq$ +0.06）一致，与之前报道的近红外光谱金属丰度一致;它的半径（R = 0.121 $\pm$ 0.003 R $_{\odot}$）比太阳金属丰度演化模型大8-14%。我们讨论了这个系统的稳定性和可居住性方面的老年的一些影响。
2017-06-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The nature of the TRAPPIST-1 exoplanets
上下文TRAPPIST-1系统拥有七颗地球大小的温带系外行星，它们绕着一颗超冷的矮星运行。因此，它代表了一个非凡的设置，以研究形成于同一个原行星盘的类地行星的形成和演化。虽然已知TRAPPIST-1行星的大小精确度都超过5%，但由于对行星质量的限制很差，它们的密度有很大的不确定性（在28%到95%之间）。目的：本文的目的是利用凌日变分（TTV）来提高我们对TRAPPIST-1行星质量和密度的认识。已知TTV反演问题的复杂性在多行星系（收敛问题、退化和参数空间的大小）中特别尖锐，特别是对于诸如TRAPPIST-1的共振链系统。方法.为了克服这些挑战，我们使用了一种新的方法，该方法采用遗传算法耦合到一个完整的N体积分器，我们应用于一组284个单独的过境时间。这种方法使我们能够有效地探索参数空间，并从所有七颗行星的TTV中获得可靠的质量和密度。结果我们的新质量导致行星密度不确定性提高了5到8倍，精度范围从5%到12%。这些更新的值为TRAPPIST-1行星的整体结构提供了新的见解。我们发现，TRAPPIST-1\，c和e可能主要是岩石内部，而行星b，d，f，g和h需要以厚大气，海洋或冰的形式存在的挥发物的外壳，在大多数情况下，水团的质量分数小于5%。
2018-02-05 astro-ph.EP
Constraining the environment and habitability of TRAPPIST-1
2016-2017年发现的TRAPPIST-1的行星系是一个信息宝库。多亏了观测技术的结合，我们对这个非常奇特的系统的七颗行星的半径和质量进行了估计。在传统的宜居带范围内有三颗行星，它是天体生物学意义上最受约束的系统之一。我将在这里回顾的理论约束，我们可以把这个系统，试图重建其历史：它的大气演变，这取决于光度的演变的矮星，其潮汐动力学演化。这些约束条件可以作为假设，用全球气候模式评估系统外行星的可居住性。
2018-10-26 astro-ph.EP
A revolution is brewing: observations of TRAPPIST-1 exoplanetary system fosters a new biomarker
最近在超冷恒星TRAPPIST-1周围发现了七颗可能适合居住的地球大小的行星，进一步推动了对外星生命的搜寻。目前的方法集中在密切监测宿主恒星，以寻找系外行星大气传输特征中的生物标志物。然而，这些方法的结果仍然不确定，难以与非生物替代品分开。最近的系外行星直接成像观测THIRSTY，超高对比度日冕位于La Trappe（法国），导致我们提出了一个通用的和明确的可居住性标准，我们直接证明了TRAPPIST-1系统。在这个新的框架内，我们发现TRAPPIST-1g拥有我们银河系中第一个明确的可居住环境，液态水的百分比可能与$\sim~90~\%$一样大。我们的计算取决于一组新的生物标志物，CO $_2$和C $_{x}$ H $_{2(x+1)}$ O（液态和气态），它们可以覆盖行星表面和大气层的$\sim~10~\%$。THIRSTY和TRAPPIST最近的观察伴随着我们新的，无偏见的可居住性标准可能会满足我们对寻找外星生命的渴望。然而，对智能的探索必须在我们的太阳系内外继续下去。
2017-03-31 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.pop-ph
TRAPPIST-1 and its compact system of temperate rocky planets
本文综述TRAPPIST-1系统中七颗地球大小岩石行星的特性表征进展，重点介绍凌星时刻监测对质量密度的精确约束、HST和JWST对大气类型的观测限制，以及未来探测外行星次生大气需解决的恒星污染问题。
2024-01-22 astro-ph.EP
Cometary impactors on the TRAPPIST-1 planets can destroy all planetary atmospheres and rebuild secondary atmospheres on planets f, g, h
TRAPPIST-1系统的独特之处在于它有一个由七颗类地行星组成的链条，这些行星位于其宜居带附近或之中。在本文中，我们研究了潜在的彗星撞击对TRAPPIST-1行星的影响，以及它们将如何影响这些行星的原始大气。我们考虑了大气质量损失和挥发性物质的释放，以评估任何种类的生命是否有机会发展。我们运行了N体模拟来研究潜在撞击彗星的轨道演化，以确定哪些行星更有可能被撞击以及撞击速度的分布。我们考虑了三种可能将彗星从类似于柯伊伯带或奥尔特云的外带（尚未被发现）抛入内区（即七颗行星所在的0.1au范围内）的情况：行星散射，Kozai-Lidov机制和银河潮汐。对于不同的场景，我们量化了每个行星的大气质量损失以及在系统的年龄内可以传递的挥发物质量，这取决于从外部带散射出来的质量。我们发现，由此产生的高速撞击可以很容易地破坏所有七颗行星的原始大气，即使从外层带散射的质量与柯伊伯带一样低。然而，我们发现最外层的行星f、g和h的大气层也可以很容易地被彗星挥发物补充（例如$\sim$，地球海洋质量的水可以被输送）。因此，这些情况意味着这些最外层行星的大气层可能比最内层行星的大气层更大，并且具有富含挥发物的成分。
2018-07-03 astro-ph.EP
Do the TRAPPIST-1 Planets Have Hydrogen-rich Atmospheres?
最近，TRAPPIST-1行星大气中的透射光谱显示出平坦且无特征的吸收光谱，这排除了无云的氢主导大气。围绕TRAPPIST-1运行的地球大小的行星可能有一个清晰或多云/朦胧的贫氢大气层。在本文中，我们调查是否建议的形成方案是一致的预期大气成分的TRAPPIST-1行星。我们研究了富氢气体的数量，TRAPPIST-1类行星从周围的磁盘吸积，直到磁盘分散。由于TRAPPIST-1行星被困在一个共振链，我们模拟磁盘气体吸积到一个迁移的TRAPPIST-1类行星。我们发现，在TRAPPIST-1b和1c中，吸积的富氢气体量分别为10 $^{-2}$ wt%和0.1 wt%，1d为10 $^{-2}$ wt%，1 e为1 wt%，1f和1g为几wt%，1h为1 wt%。我们还计算了长期的热演化的TRAPPIST-1类行星盘耗散后，估计质量损失的富氢大气驱动的恒星X射线和紫外线照射。我们发现，所有的吸积富氢大气可以通过流体动力学逃逸而丢失。因此，我们的结论是，TRAPPIST-1行星应该没有原始的富氢气体，但二级大气层，如金星和水蒸气，如果他们目前保留的大气。
2020-01-15 astro-ph.EP
TRAPPIST-1 Habitable Atmosphere Intercomparison (THAI). Motivations and protocol version 1.0
即将到来的望远镜，如詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）或极大望远镜（ELTs），可能很快就能够通过透射，发射或反射光谱来表征围绕M矮星附近的岩石系外行星的大气。最有希望的候选者之一是晚M矮系统TRAPPIST-1，它有七颗已知的凌日行星，凌日时间变化（TTV）测量表明它们本质上是地球，可能富含挥发物。在这七颗行星中，TRAPPIST-1 e似乎是最有希望拥有可居住表面条件的候选者，接收地球入射辐射的约66%，因此只需要适度的温室气体库存来提高地面温度，以允许表面液态水存在。因此，TRAPPIST-1 e是JWST大气特性的主要目标之一。在这方面，建立其潜在大气层的模型是观测之前的一个重要步骤。全球气候模型（GCM）提供了模拟行星大气的最详细的方法。然而，固有的差异之间存在的GCM，这可能导致不同的气候预测，从而在传输和热发射光谱的气体和/或云的功能的可观测性。这种差异最好在观察之前就知道。在本文中，我们提出了一个协议，比较行星GCM。TRAPPIST-1 e考虑了四种测试情况，但该方法适用于宜居带中的其他岩石系外行星。四个测试案例包括两个陆地行星，分别由现代地球和纯二氧化碳大气组成，以及两个具有相同大气成分的水行星。目前，有四个参与模型（LMDG，ROCKE-3D，ExoCAM，UM），但该协议旨在让其他团队也参与其中。
2020-02-25 astro-ph.EP
TRAPPIST-1h as an Exo-Titan. I. The Role of Assumptions about Atmospheric Parameters in Understanding an Exoplanet Atmosphere
TRAPPIST-1系统是至少七颗类地行星的家园，也是未来詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）观测的目标。此外，这些行星将对未来的紫外线（UV）观测任务感兴趣。尽管其中几颗行星位于传统的宜居带，表面可能存在液态水，但TRAPPIST-1h作为一个潜在的宜居海洋世界模拟物，值得探索。在这项研究中，我们评估了TRAPPIST-1h上类钛大气的可观测性。JWST或未来紫外线任务在TRAPPIST-1h探测大气中特定物种的能力将取决于每个物种从表面延伸多远。为了了解探测所需的条件，我们评估了一维模型中使用的输入参数，以模拟类钛大气的结构。这些参数包括地面温度和压力，温度分布作为从表面的距离的函数，相对于N2的次要物种的组合物，和涡流扩散系数。我们发现，JWST模拟光谱的无云和无霾大气是最敏感的地面温度，温度梯度与高度，和表面压力。JWST观测中温度梯度的重要性表明，简单的等温标度高度对于确定系外行星大气过境光谱中的温度或大气平均分子质量并不理想。我们表明，紫外透射光谱是敏感的高层大气，其中的外底可以用来近似大气的垂直范围。
2022-07-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
Time-variable electromagnetic star-planet interaction: The TRAPPIST-1 system as an exemplary case
离主星足够近的系外行星原则上可以与主星电动耦合。这个过程被称为电动恒星行星相互作用（SPI）。然而，由于明亮的内在恒星发射，与这种耦合相关的预期发射很难观察到。识别恒星光变曲线的时变性是识别SPI最有前途的方法之一。因此，在这项工作中，我们系统地研究了各种机制及其相关的时期，这产生了时间的变化，以帮助寻找SPI。我们发现，在静止坐标系中测量的恒星的会合周期和半会合周期是发生在SPI中的基本周期。我们将我们的研究结果应用于TRAPPIST-1及其7个近距离行星的例子，我们研究了SPI的可能性和相关的时间变化。我们发现，特别是TRAPPIST-1b和c，很可能受到亚Alfvénic相互作用，SPI的必要条件。因此，这两颗行星都有望产生阿尔文翼，可以耦合到恒星。相关的坡印亭通量的数量级为$10^{11}$至$10^{15}$ W，因此很难成为目前从TRAPPIST-1观测到的时变的直接来源。然而，这些坡印廷通量可能会引发恒星上的耀斑。我们发现观测到的耀斑和预期的行星诱导信号之间存在相关性，这可能是由于SPI，但我们的研究结果并不是决定性的，需要进一步的观测和建模。
2019-01-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Forming the Trappist-1 system in two steps during the recession of the disc inner edge
针对TRAPPIST-1系统的紧凑共振构型，提出两步形成模型：内层行星在原行星盘内边缘退行作用下形成高阶共振，外层行星后期迁移补全共振链，揭示了盘内边缘退行的动力学作用。
2024-06-12 astro-ph.EP
The dynamics of the TRAPPIST-1 system in the context of its formation
TRAPPIST-1是一颗0.09 $M_{\odot}$的恒星，它拥有一个由七颗地球大小的行星组成的系统。两个主要特征突出：（i）所有行星都有相似的半径，质量和成分;（ii）所有行星都处于共振状态。以前的工作已经概述了一个卵石驱动的形成场景，类似成分的行星顺序形成在H $_2$ O雪线（${\sim}0.1$ au为这个低质量的恒星）。据推测，随后的形成和迁移导致了当前的共振配置。在这里，我们调查的顺序行星形成模型是否确实能够产生当今的共振配置，其特点是两体和三体的平均运动共振结构。我们进行N体模拟，占I型迁移，恒星潮汐阻尼，光盘偏心阻尼，并具有位于光盘的内边缘的迁移障碍。由于连续的迁移，行星自然形成一系列一阶共振。但是，为了解释b/c/d系统的周期比（目前处于高阶共振），我们发现行星b和c必须在圆盘分散之前穿过迁移障碍，进入无气体的空腔。我们调查了早期和晚期的空腔坠落情况，发现早期坠落模型最符合约束条件，并且更有可能。在气体盘分散之后，恒星潮汐力矩也有助于内部系统的适度分离。我们概述了如何在这项工作中获得的见解可以应用到其他紧凑的共振行星系统的理解。
2022-01-25 astro-ph.EP
Pebbles versus Planetesimals: The case of Trappist-1
本文研究了类似Trappist-1的低质量恒星周围行星系的形成过程，主要是通过吸积星子或卵石来实现的。目的是确定目前观察到的低质量恒星周围的系统是否有利于一种情况。我们进行了大量的N体模拟，再加上一个热演化的粘滞盘模型，包括行星迁移和光蒸发的处方。我们研究卵石和星子吸积的情况之间的差异，但也看看光盘质量，星子的大小，和固体的百分比锁定在卵石的影响。当比较由此产生的行星系与Trappist-1时，我们发现，两种吸积方案的广泛初始条件可以形成与Trappist-1相似的行星系，在行星质量，周期和共振配置方面。通常这些行星形成于水冰线的外部，并以共振车队的形式迁移到靠近中央恒星的地方。当比较由卵石形成的行星系和由微行星形成的行星系时，我们发现了大量的相似之处，包括平均行星质量、偏心率、倾角和周期比。一个主要的区别是行星的含水量。当考虑到行星被圆盘包裹的消融和完全循环的影响时，由鹅卵石形成的行星非常干燥，而由微行星形成的行星则非常潮湿。如果水的含量没有完全回收，而是落入行星的核心，或者如果水的消融被忽略，那么由鹅卵石形成的行星是非常潮湿的，类似于由微行星形成的行星。如果Trappist-1行星的含水量被准确地确定，这可能指向行星系的优选形成路径，或者可能起作用的特定物理学。
2019-08-12 astro-ph.EP
SPECULOOS exoplanet search and its prototype on TRAPPIST
现代科学最重要的目标之一是确定其他太阳周围是否存在生命。实现这一目标的最直接途径是探测具有潜在可居住表面条件的类地系外行星并确定其大气特征。最近的超冷矮星（UCD），即有效温度低于2700 K的极低质量恒星和褐矮星，代表了在未来十年内实现这一目标的独特机会。与地球-太阳类似物相比，凌日法探测这些物体周围潜在的可居住地球大小行星的潜力大大增加。此外，只有经过附近UCD的类地行星才适合进行彻底的大气特征描述，包括寻找可能的生物特征，例如詹姆斯韦伯太空望远镜。在本章中，我们首先描述UCD的物理特性以及它们为探测适合大气特征的潜在可居住的地球大小的行星所提供的独特潜力。然后，我们介绍了SPECULOOS地面过境调查，这将寻找地球大小的行星过境最近的UCD，以及它的原型调查的TRAPPIST望远镜。最后，我们讨论了最近探测到的一个系统的七个温带地球大小的行星过境附近的UCD，TRAPPIST-1的原型调查提供的前景。
2017-10-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Comparative Climates of TRAPPIST-1 planetary system: results from a simple climate-vegetation model
最近发现的由超冷矮星TRAPPIST-1主持的行星系可能为研究地球大小的系外行星的行星气候、其大气层及其可能的可居住性开辟新的视角。在本文中，我们使用一个简单的气候-植被能量平衡模型来研究七个TRAPPIST-1行星的气候和气候对全球气候的依赖性，植被覆盖其表面的比例和不同的温室条件。该模型使我们能够研究液态水是否可以保持在行星表面上（即，通过定义“地表水区”）在不同的行星条件下，有或没有温室效应的存在。结果表明，行星TRAPPIST-1d似乎是最稳定的从地球的角度来看，因为它居住在地表水区的模型参数的合理值范围很广。此外，根据模型，外行星（f，g和h）不能在其表面上拥有液态水，即使在类似地球的条件下，进入雪球状态。虽然非常简单，但该模型可以提取TRAPPIST-1行星气候的主要特征。
2017-06-19 astro-ph.EP
Water delivery to the TRAPPIST-1 planets
TRAPPIST-1系统的七颗岩石行星中有三颗（e、f和g）在主星的宜居带内运行。因此，水在其表面可以处于液态，这是生命所必需的。最近的研究表明，这些行星形成于雪线之外的一个富含水的区域。在行星形成的过程中，由于低质量恒星的恒星活动，最初的储水池可能会丢失。然而，一个潜在的后续水输送事件，如太阳系的晚期重轰炸（LHB），可以补充行星的水库。为了研究这种水输送过程，我们建立了一个简单的模型，其中一个额外的5 M地球-50 M地球行星嵌入在一个富含水的小行星带以外的雪线的TRAPPIST-1。从假定行星的混沌区扰动出来的小行星可以进入内部系统并被已知行星吸积。我们的主要发现是，行星的轨道距离越大，LHB类事件向行星输送的水量就越高。
2019-05-27 astro-ph.EP
Predicting the Extreme Ultraviolet Radiation Environment of Exoplanets Around Low-Mass Stars: the TRAPPIST-1 System
M矮星周围的高能辐射环境强烈影响着近距离系外行星大气的特征，但由于地冠和星际污染，这些波长很难观测到。由于这些观测限制，恒星大气模型可以用来计算恒星极紫外（EUV; 100 - 912 nm）光谱。我们提出了一个案例研究的超冷M8矮星，TRAPPIST-1，它拥有7个过境的短周期类地行星，其大气层将由詹姆斯韦伯太空望远镜探测。我们使用大气代码PHOENIX构建了TRAPPIST-1的半经验非LTE模型光谱，其跨越EUV到红外波长（100 nm- 2.5 $μ$ m）。这些高层大气模型包含色球层和过渡区的规定，并包括新增加的部分频率重新分布能力。在宽带紫外光谱观测的情况下，我们约束我们的模型使用HST LY $α$观测从TRAPPIST-1和GALEX的EUV和NUV光度检测从一组老M8星（$>$ 1陀螺仪）。我们发现，使用这两个数据集分别校准模型产生类似的FUV和NUV通量，和EUV通量的范围从（1.32 - 17.4）$\times$ 10 $^{-14}$尔格s $^{-1}$ cm $^{-2}$。这些模型的结果表明，EUV辐射是非常敏感的过渡区的温度结构。我们较低的活动模型预测EUV通量类似于以前发表的估计来自半经验的缩放关系，而最高的活动模型预测EUV通量的一个因素高出10倍。这项研究的结果支持了这样一种观点，即TRAPPIST-1宜居带行星的表面可能没有太多的液态水，这…
2018-12-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magma oceans and enhanced volcanism on TRAPPIST-1 planets due to induction heating
低质量M星在宇宙中非常丰富，并且经常拥有小型岩石行星，可以用当前的仪器检测到。最近，人们发现了七颗围绕超冷矮星TRAPPIST-1 \cite{Gillon16,Gillon17}运行的小行星。我们研究的作用，电磁感应加热这些行星，造成恒星的旋转和行星的轨道运动。如果恒星自转和磁偶极轴彼此倾斜，感应加热可以熔化上地幔，极大地增加火山活动，有时在行星表面下产生岩浆海洋。我们表明，感应加热导致三个最里面的行星，其中一个是在宜居带，要么朝着熔融地幔行星，或经历增加的放气和火山活动，而最外面的四个行星基本上不受影响。
2017-10-24 astro-ph.EP
Astrometric Constraints on the Masses of Long-Period Gas Giant Planets in the TRAPPIST-1 Planetary System
对M8 V矮星TRAPPIST-1（2 MASS J23062928-0502285）的凌日测光显示，至少有七颗行星的质量和半径与地球相似，其轨道距离可能允许液态水存在于其表面。自2011年以来，我们一直在智利Las Campanas天文台的2.5米杜邦望远镜上使用CAPSCam天体测量相机跟踪TRAPPIST-1。在2016年，我们注意到TRAPPIST-1比之前认为的要稍微远一些，为12.49 pc，而不是12.1 pc。在这里，我们检查了从2011年到2016年的五年中对TRAPPIST-1的15个时期的CAPSCam观测，并获得了修正的三角距离$12.56 \pm 0.12$ pc。天体测量数据分析管道没有显示TRAPPIST-1长期天体测量摆动的证据。去除自行和视差后，仍保留$\pm 1.3$毫秒（mas）水平的残差。这些残差的振幅限制了TRAPPIST-1系统中任何长周期气态巨行星的质量：没有行星质量超过周期为1年的$\sim 4.6 M_{Jup}$，也没有行星质量超过周期为5年的$\sim 1.6 M_{Jup}$。进一步完善CAPSCam数据分析管道，结合持续的CAPSCam观测，应该可以检测到任何长周期行星，或者对这些质量上限施加更严格的限制。
2017-08-07 astro-ph.EP
Interior Structures and Tidal Heating in the TRAPPIST-1 Planets
TRAPPIST-1系统拥有7颗行星，是迄今为止在单个系统中发现的系外行星数量最多的系统。该系统具有天体生物学意义，因为它的三颗行星在超冷M矮星的宜居带轨道上运行。假设行星是由不可压缩的铁，岩石，和H $_2$ O，我们确定每个行星可能的内部结构。为了确定有多少潮汐热可能会在每个行星内消散，我们构建了一个潮汐热生成模型，使用一个单一的统一的粘度和刚性的基础上，每个行星的行星的组成。除了TRAPPIST-1c外，所有七颗行星的密度都足够低，表明存在某种形式的H $_2$ O。行星b和c经历了来自行星潮汐的足够热量，以维持其岩石地幔中的岩浆海洋;行星c可能在其表面爆发硅酸盐岩浆，这可能是下一代仪器检测到的。行星d、e和f的潮汐热通量较低，但仍比地球的平均热流高出20倍。行星d和e最有可能适合居住。如果行星d的能量密度为$\gtrsim$ 0.3，它就能避免失控的温室状态。确定行星的质量在$\sim0.1$到0.5个地球质量之间，将确认或排除每个行星中H $_2$ O和/或铁的存在，并允许每个行星中热量产生和传输的详细模型。要了解富冰行星f、g和h的地球动力学，需要更复杂的建模，能够自洽地平衡岩石层和冰层中的热量产生和传输。
2018-01-24 astro-ph.EP
Formation of TRAPPIST-1 and other compact systems
TRAPPIST-1是一颗0.08 M的M星，最近被发现拥有至少7颗地球质量行星的行星系，所有行星都在0.1天文单位之内。这种结构令理论家感到困惑，因为行星不容易用原地模型或迁移模型来解释。在本文中，我们提出了一个方案的形成和轨道结构的TRAPPIST-1系统。在我们的模型中，行星形成开始于H2O冰线，在那里，卵石大小的颗粒--它们的起源是外盘--聚集在一起，引发流动的不稳定性。行星胚胎形成后，通过卵石吸积迅速成熟。行星的生长在地球质量上停滞，行星对圆盘的引力反馈使鹅卵石无法进入。行星通过I型迁移转移到内盘，在那里它们在磁层空腔处失速，并以平均运动共振结束。在盘分散期间，空腔半径扩大，最内侧的行星逃脱共振。我们认为，这里概述的模型也可以适用于其他紧凑的系统，许多近距离的超级地球系统是一个放大版本的TRAPPIST-1。我们还假设，很少有紧密的紧凑系统在很远的距离拥有巨行星，因为它们会阻止来自外盘的卵石通量。
2017-05-23 astro-ph.EP
HST/WFC3 transmission spectroscopy of the cold rocky planet TRAPPIST-1h
TRAPPIST-1是附近的一颗超冷矮星，由七颗岩石行星穿过。我们观察到它的最外层行星TRAPPIST-1h的三次凌日，使用哈勃太空望远镜上的宽视场相机3仪器的G141棱镜对其潜在的冷大气进行限制。为了处理恒星污染的影响，我们模型TRAPPIST-1活动区域的一个较冷和较热的光球的一部分，并生成多温度模型，我们比较出的过境光谱的恒星。使用推断的斑点参数，我们产生校正的传输光谱行星h下五个过境配置和比较这些数据行星大气传输模型使用前向模型CHIMERA。我们的分析表明，TRAPPIST-1h不太可能拥有无气溶胶的H/He主导的大气。虽然目前的数据精度限制了我们对行星大气的限制，但我们发现最有可能的情况是，由于高平均分子量大气（> 1000倍太阳），没有大气，或不透明的气溶胶层，在没有恒星污染的情况下，在WFC 3/G141带通中出现平坦，无特征的透射光谱。这项工作概述了模拟活动的光球区与理论恒星光谱的局限性，以及我们缺乏知识的超冷矮星的光球结构所带来的。要进一步确定TRAPPIST-1h的行星大气的特征，需要在更宽的波长上进行更高精度的测量，而詹姆斯·韦伯太空望远镜可以做到这一点。
2022-03-30 astro-ph.EP
Planet-Planet Tides in the TRAPPIST-1 System
恒星TRAPPIST-1拥有一个由七颗凌日的类地系外行星组成的系统，这些行星显然处于共振链中，其中至少有一些在宜居带内或附近。许多人研究了潮汐在这个系统中的作用，因为行星轨道能量的潮汐耗散可能与行星的旋转和轨道动力学以及它们的可居住性有关。一般来说，潮汐的计算是由于恒星在行星上引起的潮汐，以及行星在恒星上引起的潮汐。我写这篇研究笔记是为了指出一种潮汐效应，它可能至少和TRAPPIST-1系统中的其他潮汐效应一样重要，而且迄今为止在文献中还没有被注意到：行星-行星潮汐。在一些合理的假设下，我发现对于TRAPPIST-1系统中的每一颗行星$p$，都存在另一颗行星$q$，其行星-行星动力学潮汐应变在恒星偏心率潮汐应变的一个数量级之内，并且行星$f$对行星$g$的影响实际上大于恒星对行星$g$的影响。因此，在TRAPPIST-1系外行星系统中，行星与行星之间的潮汐不能被忽略，特别是行星$f$引起的PDMATHAMP上的潮汐，如果行星同步旋转的话。
2018-09-24 astro-ph.EP
VLT, GROND and Danish Telescope observations of transits in the TRAPPIST-1 system
TRAPPIST-1是一颗超冷矮星，拥有七颗已知的凌日行星。我们目前的测光系统获得使用三台望远镜在ESO拉西拉（丹麦1.54米望远镜和2.2米MPI望远镜）和帕拉纳尔（单位望远镜1的甚大望远镜）。我们从丹麦望远镜获得了18条光变曲线，8条来自2.2米望远镜，4条来自VLT望远镜。从这些数据中，我们测量了四颗行星（b，c，f，g）的25次中星过境。这些光变曲线和中途凌日的时间将有助于确定行星的质量和半径，这些质量和半径显示了由于引力相互作用而导致的过境时间的变化。
2022-09-21 astro-ph.EP
Effect of vegetation on the temperatures of Trappist-1 planets
TRAPPIST-1是一个超冷的矮行星，拥有一个由七颗行星组成的系统。虽然行星的轨道特性、半径和质量现在都受到很好的限制，但一个开放的迷人问题是，在其中一些行星上可能会发展出适合生命的环境。在这里，我们使用一个简单的能量平衡模型，其中包括植被覆盖率的制定调查的可能性，生活影响气候的行星在TRAPPIST-1系统。结果证实，行星T-e有最好的机会成为一个可居住的世界，并表明植被覆盖显着影响由此产生的温度和可居住性。根据不同的植被类型、海陆分布和温室效应水平，评估了不同情景下植被的影响。虽然植被类型的变化产生小的变化，大约$0.1\%$，在可居住的表面分数，不同的陆地-海洋分布，也影响植被生长，产生不同的温度分布。最后，在植被生长的纬度，即使考虑到温室效应水平高于类似地球的情况，当地温度的降低仍然是确定行星温度分布的一个相关贡献。
2020-01-24 astro-ph.EP
The Chaotic Nature of TRAPPIST-1 Planetary Spin States
TRAPPIST-1系统有7颗已知的类地行星，它们围绕着一颗超冷的中心恒星以平均运动共振链紧密排列，其中一些位于估计的宜居带内。由于它们的轨道周期很短，只有几天，人们通常认为行星是潮汐锁定的，因此旋转速率等于轨道平均运动速率。然而，系统的紧凑和共振性质意味着由于它们的相互作用，这些行星的平均运动可能会有显着的变化。我们表明，这样的波动，然后可以有显着的影响，这些行星的自旋状态。在本文中，我们分析，使用详细的数值模拟，平均运动历史的三个行星，被认为是位于或接近系统的宜居带：行星d，e和f。我们证明，根据系统内的相互作用的强度，这些行星可以被推入自旋状态，这是有效的非同步。我们发现，它可以产生显着的天平动的自旋状态，如果不是完全循环的框架中与轨道共同旋转。我们还表明，这些自旋状态很可能无法维持长期稳定性，我们的许多模拟表明，自旋演化，潮汐同步力的影响下，进入准稳定的吸引子状态，持续数千年的时间尺度。
2019-07-29 astro-ph.EP
Temporal evolution of the high-energy irradiation and water content of TRAPPIST-1 exoplanets
超冷矮星TRAPPIST-1拥有七颗地球大小的凌日行星，其中一些行星表面可能含有液态水。紫外线观测对于测量它们的高能辐射和寻找从它们假定的大气中逃逸的光解水是必不可少的。我们在TRAPPIST-1c凌日期间对TRAPPIST-1 Ly- $α$线的新观测显示，恒星发射在三个月内发生了演变，这使我们无法评估是否存在扩展的氢散逸层。基于目前对恒星辐射的认识，我们研究了系统中水分流失的可能历史。行星b到d可能仍处于失控阶段，TRAPPIST-1g轨道内的行星在8 Gyr的流体动力逃逸后可能已经失去了20多个地球海洋。然而，如果TRAPPIST-1 e到h在进入宜居带后停止了水动力逃逸，那么它们可能损失了不到3个地球海洋。我们警告说，这些估计仍然受到行星质量的巨大不确定性的限制。它们可能代表了实际水分损失的上限，因为我们的假设使XUV驱动的逃逸最大化，而高层大气中的光解应该是限制过程。在进入宜居带后，后期的放气也可能为外部更大质量的行星提供了大量的水。虽然我们的研究结果表明，外行星是用JWST寻找水的最佳候选者，但它们也强调了在所有波长域进行理论研究和补充观测的必要性，以确定TRAPPIST-1行星的性质及其潜在的可居住性。
2017-08-30 astro-ph.EP
Hubble's Multi-Year Search for Exospheres in the TRAPPIST-1 System Reveals Frequent Microflares
本研究通过分析哈勃望远镜多年对TRAPPIST-1系统的Ly-α观测数据，约束了行星大气逃逸率，发现了频繁亚小时标微耀斑，验证了恒星自转周期，为系外行星外逸层搜索提供参考。
2025-06-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
O2- and CO-Rich Atmospheres for Potentially Habitable Environments on TRAPPIST-1 Planets
附近M矮星的小型系外行星为在未来十年内发现和描述可居住世界提供了可能性。TRAPPIST-1是一颗超冷的M型矮星，最近被发现有七颗地球大小的行星，主要由岩石组成。行星e、f和g的表面可能有一个液态水海洋，只要有适当的N2和CO2大气。特别是，气候模型表明，行星e和f可以维持全球液态水海洋，分别为>=0.2 bar CO2 + 1 bar N2或>=2 bar CO2。这些大气层受到恒星适度活跃色球层的紫外线辐射，这种辐射的后果是未知的。在这里，我们表明，由辐射驱动的化学反应可以产生并保持超过0.2巴的O2和0.05巴的CO，如果CO2>=0.1巴。在某些边界条件下，O2和CO的丰度可以上升到1 bar以上。由于这种O2-CO失控，TRAPPIST-1行星上的可居住环境需要富含O2和CO的大气层与共存的O3。唯一能防止这种失控的过程是海洋中O2和CO的直接重组，这是一种生物促进的反应。我们的研究结果表明，O2，O3和CO应该被认为是一起CO2作为主要分子在寻找大气签名从温带和岩石行星的TRAPPIST-1和其他M矮星。
2019-12-05 astro-ph.EP
Tidal Heating and the Habitability of the TRAPPIST-1 Exoplanets
上下文对围绕超冷M矮星TRAPPIST-1运行的七颗行星的质量和半径的新估计允许改进它们的成分、潮汐耗散加热和固体对流去除潮汐热的模型。目标。在这里，我们计算由于太阳辐射和潮汐加热的热通量的内部四个行星。方法.我们应用麦克斯韦粘弹性流变学计算潮汐响应的行星使用的粘度和刚性的金属，岩石，高压冰和液态水/冰I层的体积加权平均。结果我们表明，TRAPPIST-1d和e可以避免进入失控的温室状态。行星e是最有可能支持可居住环境的行星，它的地面温度与地球相似，可能还有液态水海洋。如果行星d的表面反射率至少和地球一样高，它也可以避免温室效应失控。行星b和c离恒星较近，其热通量高到足以引发失控的温室效应，并支持其岩石层表面的火山活动，使其温度过高，不适合生命存在。行星f、g和h距离恒星太远，无法经历显著的潮汐加热，并且可能有固体冰表面，可能有地下液态水海洋。
2019-02-11 astro-ph.EP
Tidal heating in multilayer planets: Application to the TRAPPIST-1 system
TRAPPIST-1（Gillon et al. 2017）是一个非常紧凑的行星系：七颗地球大小的行星以低于0.07 AU的距离围绕太阳附近已知最小的M矮星之一（质量小于0.09 $M_\odot$）运行。在经典的宜居带内有3颗行星，这个系统代表了未来仪器的一个有趣的观测目标，如JWST（例如Barstow & Irwin 2016）。当行星靠近时，潮汐相互作用通过控制行星的轨道配置和旋转状态在系统的演化中起着至关重要的作用。对于最近的行星，相关的潮汐耗散可能会影响它们的内部演化，并可能影响它们的气候和可居住性。在Tobie等人2005年之后，我们建立了TRAPPIST-1行星内部结构的多层模型，考虑了Grimm等人（2018）的质量和半径，然后我们计算了潮汐响应并估计了每个行星的潮汐热通量以及潮汐加热随深度的分布。最后，我们将我们的结果与Efroimsky（2012）的均匀模型进行比较，并评估加热速率对行星各层热状态的影响。
2018-10-26 astro-ph.EP
Disentangling the planet from the star in late type M dwarfs: A case study of TRAPPIST-1g
晚M星的大气层代表了一个重大的挑战，在表征任何过境系外行星，由于存在强大的分子特征的恒星大气层。TRAPPIST-1是一颗超冷矮星，拥有七颗凌日行星，并含有自己的分子特征，由于被遮蔽的恒星光球层的不均匀性，这些分子特征可能会印在行星凌日光变曲线上。我们提出了一个案例研究的TRAPPIST-1g，在系统中最大的行星，使用一个新的观察与以前的数据，解开大气传输的行星从恒星。我们使用出过境恒星光谱重建恒星流量的基础上的一个，两个和三个温度的组件。我们发现TRAPPIST-1是一颗0.08 M $_*$，0.117 R $_*$，M8 V的恒星，光球有效温度为2400 K，3000 K的光斑覆盖率约为35%，5800 K的热点的覆盖率小于3%。我们计算出TRAPPIST-1g的行星半径为Rp = 1.124 R $_\oplus$，行星密度为$ρ_p$ = 0.8214 $ρ_\oplus$。基于恒星重建，有11个合理的方案相结合的恒星光球和行星过境几何形状，在我们的分析中，我们能够排除8的11个方案。使用行星模型，我们评估了TRAPPIST-1g传输频谱的其余场景。我们的结论是，行星的透射光谱可能不会受到任何恒星光谱特征的污染，并能够排除一个明确的太阳H2/He占主导地位的大气大于3西格玛。
2018-11-12 astro-ph.EP
Strict limits on potential secondary atmospheres on the temperate rocky exo-Earth TRAPPIST-1 d
本研究基于 JWST 的 NIRSpec/PRISM 透射光谱观测，严格限制了 TRAPPIST-1 d 上的潜在次生大气，排除了氢主导及多种高平均分子量大气模型，指出其若有大气则极稀薄或含高空云层，若无大气则约束了其初始水量。
2025-08-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Migration of bodies in the Proxima Centauri and Trappist 1 planetary systems
Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of RAS（俄罗斯科学院地球化学与分析化学研究所）
研究了比邻星和TRAPPIST 1行星系统中行星esimal的迁移，发现其可能在共振轨道上移动，并向内行星输送冰冻物质。
2024-11-08 astro-ph.EP
Observing the Atmospheres of Known Temperate Earth-sized Planets with JWST
最近在附近的晚M矮星周围发现了九颗凌日地球大小的行星，包括TRAPPIST-1行星和MEarth调查发现的两颗行星GJ 1132 b和LHS 1140 b。这些行星是已知最小的行星，可能有适合JWST探测的大气层。我们提出了模型的热发射和传输光谱，每个行星，不同的成分和表面压力的大气。我们的基础上的地球，土卫六和金星的元素组成和计算的分子组成假设化学平衡，这可以强烈依赖于温度。热发射光谱和透射光谱都对大气成分敏感;热发射光谱对表面压力和温度敏感。我们用JWST预测了每个行星大气的可观测性。GJ 1132 b和TRAPPIST-1b是JWST/MIRI发射光谱的优秀目标，需要不到10次日食观测。TRAPPIST-1c的发射测光需要5-15次日食; LHS 1140 b和TRAPPIST-1d、TRAPPIST-1 e和TRAPPIST-1f，可能有表面液态水，可以通过测光获得。九颗行星中有七颗是JWST透射光谱测量的有力候选者，尽管所需的凌日次数在很大程度上取决于行星的实际质量。使用测得的质量，不到20个凌日需要5西格玛检测GJ 1132 b和6个TRAPPIST-1行星的光谱特征。专门测量这九颗行星的大气层的活动将使我们能够第一次探测我们太阳系以外的陆地行星大气的形成和演变过程。
2017-11-29 astro-ph.EP
Rapid-then-slow migration reproduces mass distribution of TRAPPIST-1 system
TRAPPIST-1系统在各个方面都是一个标志性的行星系（例如，可居住性、共振关系和多重性），因此引起了相当大的关注。TRAPPIST-1行星的质量分布有两个特点：两颗内行星很大，外轨道上的四颗行星的质量随着轨道距离的增加而增加。这些特征的起源不能用以前的形成模型来解释。我们调查的质量分布的TRAPPIST-1系统是否可以复制的行星形成模型使用N体模拟。我们使用了通过考虑盘风构建的低质量恒星周围的气体盘演化模型，并利用隔离质量跟踪了行星胚胎的生长和轨道迁移，隔离质量随着轨道距离的增加而增加。结果表明，从初始阶段开始，内轨道行星经历了快速的轨道迁移，并且在内盘边缘附近的合并生长得到了加强。这使得内行星变得更大。与此同时，与内行星相比，外轨道的行星迁移速度更慢，并且不经常与邻近行星相撞。因此，保持着向外轨道质量增加的趋势，称为反向质量排名。最终的质量分布与TRAPPIST-1系统中的质量分布的两个特征大致一致。我们发现，在TRAPPIST-1系统中的质量分布可以重现胚胎经历快速迁移，并成为被困在磁盘内边缘附近，然后更大的胚胎进行较慢的迁移。这种迁移转变可以在具有盘风的盘演化模型中自然实现。
2022-01-21 astro-ph.EP
TRAPPIST-1: Global Results of the Spitzer Exploration Science Program {\it Red Worlds}
从2016年2月到2019年10月，斯皮策探索计划红色世界（ID：13067、13175和14223）进行了超过1000小时的观测，专门针对TRAPPIST-1，这是一颗附近的（12颗）超冷矮星，由七颗凌日地球大小的行星绕转，所有这些都非常适合即将举行的JWST进行详细的大气特征描述。在本文中，我们提出了该项目的全球结果。我们分析了88个新的凌日，并将它们与100个先前分析的凌日相结合，在3.6或4.5 $μ$ m处观察到总共188个凌日。我们还分析了在4.5 $μ$ m观测到的行星b的29次掩星（次食）和行星c的8次掩星，以限制它们的昼面亮温。我们确定了几个孤儿凌日在我们的斯皮策测光，但所有这些都是低意义的结构。我们没有确认任何新的凌日行星。我们估计TRAPPIST-1过境深度测量平均噪声本底$\sim$ 35和25 ppm的通道1和2的斯皮策/IRAC，分别。大部分噪声本底是仪器造成的，并且是由于IRAC InSb阵列的像素间不均匀性大，而JWST仪器的像素间均匀性要好得多，因此噪声本底应低至10 ppm，这低到足以通过凌日透射光谱学来实现行星的大气特性。我们构建更新的宽带传输光谱的所有七个行星，这表明一致的过境深度之间的两个斯皮策通道。我们在整个数据集中识别和建模五个不同的高能量耀斑，并讨论我们的结果在可居住性的背景下。最后，我们未能探测到行星b和c在4.5 $μ$ m处的掩…
2020-06-24 astro-ph.EP
Searching for a cometary belt around Trappist-1 with ALMA
今天，低质量恒星可能是探测和探测行星系的最佳机会，特别是那些拥有近距离低质量温带行星的行星。在这些恒星中，TRAPPIST-1是一个例外，因为它有七颗地球大小的行星，其中三颗可以在其表面维持液态水。在这里，我们提出了新的和深ALMA观测TRAPPIST-1寻找外柯伊伯带，可以提供有关该系统的形成和结构的线索。我们在0.88 mm处的观测没有探测到尘埃排放，但如果带小于4 au，则可以将上限设置为23 $μ$ Jy，如果解析和半径为100 au，则可以设置为0.15 mJy。这些限制对应于低尘埃质量的$\sim10^{-5}-10^{-2}$ $M_\oplus$，这是预计后8 Gyr的碰撞演化，除非该系统出生的$>20$ $M_\oplus$带100公里大小的星子超过40 AU或遭受动力学不稳定。这个$20$ $M_\oplus$的质量上限与TRAPPIST-1行星的总质量相当，因此这个系统中大部分可用的固体质量可能都被用来形成已知的行星。对Proxima Cen的ALMA数据进行类似的分析，我们得出结论，在100公里大小的微行星中，一个带出生时具有质量$\gtrsim1$ $M_\oplus$，可以解释它在30 au处的假定外带。我们建议，如果可能的话，未来对低质量恒星周围碎片盘的表征应该集中在附近和年轻的系统上。
2020-01-27 astro-ph.EP
