Interaction of Trappist-1 exoplanets with coronal mass ejections: Joule heating, Poynting fluxes and the role of magnetic fields
本文通过MHD模拟研究Trappist-1b和e与CMEs的相互作用，揭示行星磁场对感应加热、坡印廷通量及电离层焦耳加热的影响，并给出可能加剧大气侵蚀的定量加热率。
2025-06-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Polarization of Trappist-1 by the Transit of its Planets
作为第一个也是迄今为止唯一一个拥有矮恒星的多行星，它足够冷，可以在大气中形成冷凝云，Trappist-1提供了独特的机会来测试图像偏振测量的效率，作为一种工具来检测和表征L-和晚M-矮星周围的系外行星以及直接成像的自发光巨型系外行星周围的系外卫星。虽然大气尘埃粒子对光的光的散射在远红外和近红外波段会产生大量的线偏振，但由于球面对称性，恒星的圆盘平均净可检测偏振必须为零。然而，它的行星凌日会引起显着的不对称性，并产生相位相关的偏振与峰值偏振发生在行星凌日进出历元的内接触点。采用已知的恒星和行星物理参数，采用M8矮星的自洽云大气模型，给出了Trappist-1在各行星凌日阶段和两行星同时凌日阶段的凌日偏振分布和偏振期望值。需要强调的是，预期的极化量在一些现有设施的检测极限内。如果探测到偏振证实了预测，时间分辨图像偏振测量将成为一种潜在的工具，用于探测和表征多云超冷矮星周围的小行星。
2018-05-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Reduced Diversity of Life Around Proxima Centauri and TRAPPIST-1
最近在Proxima Centauri和TRAPPIST-1周围发现了潜在的可居住系外行星，由于它们具有承载生命的潜力而引起了人们的广泛关注。我们描绘了一个简单的模型，准确地描述了地球上生物多样性的演变。结合这一模型与大气侵蚀的限制和恒星寿命所产生的最大进化时间尺度，我们得出两个惊人的结论：（i）地球类似物轨道低质量的M-矮星是不太可能居住，和（ii）K-矮星和一些G-型恒星有可能承载比地球更复杂的生物圈。因此，未来对生物特征的搜索在针对K型恒星周围的行星时可能有更高的成功机会。
2017-08-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Activity of TRAPPIST-1 analogue stars observed with TESS
随着越来越多的系外行星在超冷矮星周围被发现，了解它们的磁场活动以及对可居住性的影响至关重要。为了发现恒星耀斑和与恒星黑子有关的光度特征，必须进行连续监测，这可以通过像凌日系外行星勘测卫星（TESS）这样的太空观测站来实现。我们提出了一个分析的TRAPPIST-1像超冷矮星与TESS全帧图像测光的头两年的主要任务。一个体积有限的样本高达50 pc的构造包括339颗恒星接近0.5等的TRAPPIST-1的盖亚色星等图。对248颗恒星的30分钟节奏TESS光变曲线进行了分析，寻找由星点引起的耀斑和旋转调制。94个已识别耀斑的合成耀斑频率分布显示出类似于TRAPPIST-1的幂律指数，并包含高达$E_\mathrm{TESS} = 3 \times 10^{33}$ erg的耀斑。旋转周期短于5天，确定了42颗恒星，采样制度的快速旋转。使用运动学信息估计了样本中88颗恒星的年龄。自转周期和年龄之间的弱相关性，这是一致的磁制动。
2021-03-25 astro-ph.SR
JWST-TST DREAMS: NIRSpec/PRISM Transmission Spectroscopy of the Habitable Zone Planet TRAPPIST-1 e
本研究利用JWST/NIRSpec PRISM透射光谱观测宜居带岩石行星TRAPPIST-1 e，通过高斯过程处理恒星污染，以优于3σ置信度排除其富氢原生大气，为表征此类行星大气开辟新途径。
2025-09-05 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Evryscope and K2 Constraints on TRAPPIST-1 Superflare Occurrence and Planetary Habitability
附近的超冷矮行星TRAPPIST-1拥有几颗地球大小的类地行星，其中三颗行星的平衡温度可能支持液态表面水，使其成为系外行星表征的引人注目的目标。TRAPPIST-1是一颗活跃的恒星，经常发生耀斑，这对它的行星的可居住性有影响。超级耀斑（能量超过10^33尔格的恒星耀斑）可以完全摧毁冷恒星行星的大气层，使紫外线辐射和高能粒子轰击它们的表面。然而，超冷矮星在静止时几乎不发出紫外线通量，这增加了需要紫外线的生命前化学所必需的频繁耀斑的可能性。我们结合Evryscope和开普勒观测来描述TRAPPIST-1的高能耀斑速率。Evryscope是一个由22个小型望远镜组成的阵列，每两分钟对整个南部天空进行一次成像。Evryscope观测，跨越170个夜晚超过2年，补充了80天的连续短节奏K2观测采样TRAPPIST-1的长期耀斑活动。我们更新了TRAPPIST-1的超级耀斑率，发现每年4.2（+1.9 -0.2）次超级耀斑的累积率。我们计算了消耗可居住区行星大气中臭氧所需的耀斑速率，发现TRAPPIST-1的耀斑速率不足以消耗其行星上的臭氧。此外，我们还计算了提供足够的紫外线通量来为生命前化学提供动力所需的耀斑速率。我们发现TRAPPIST-1的耀斑速率可能不足以催化一些被认为导致RNA合成的地球化学途径，并且由于生物相关UV-B波段的耀斑导致的通量对于任何TRAPPIST-1行星来说都比地球…
2020-08-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
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 occurrence rate of exoplanets orbiting ultracool dwarfs as probed by K2
随着TRAPPIST-1周围行星系的发现，人们对超冷矮星作为潜在行星宿主的兴趣激增。超冷矮星周围的行星系代表了我们用JWST表征温带岩石行星大气的最佳机会。然而，TRAPPIST-1仍然是同类系统中唯一已知的系统，超冷矮星周围行星的出现率仍然受到很大的限制。我们试图对NASA K2任务观察到的超冷矮星进行完整的凌日搜索，以限制这些恒星周围行星的出现率。我们对K2观测到的超冷矮星样本进行了滤波和去噪处理，对它们的光谱能量分布进行了拟合，并使用了来自Gaia的滤波器。我们建立了一个自动管道来执行测光，光变曲线的趋势，并寻找过境。使用我们的管道的广泛的注入回收测试，我们计算我们的搜索的检测灵敏度，从而我们的样本的完整性。我们推断行星发生率的层次贝叶斯模型（HBM）来处理不确定的行星参数。随着发生率参数化的逐步功能，我们展示了一种方便的方法，直接边缘化我们的HBM（行星参数）的第二个层次。我们的方法是普遍适用的，可以大大加快推理与较大的目录检测到的行星。我们在702颗超冷矮星的样本中检测到一颗行星：一颗先前验证过的迷你海王星。因此，我们推断在1 - 20天的轨道周期内，小海王星（2 - 4 Re）的出现率为η = 0.20+0.16-0.11。对于1 - 20天内的超级地球（1 - 2 Re）和冰/气巨星（4 - 6 Re），我们分别给出了η < 1.14和η < 0.29的95%可信区间…
2020-05-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Impact of Stellar Superflares on Planetary Habitability
除了常规因素外，来自行星宿主恒星的系外行星空间天气事件所产生的高能辐射在促进或破坏可居住性的条件中也可发挥关键作用。本文首次提出了恒星耀斑对可居住性因子影响的定量评价体系，重点研究了恒星质子事件对可居住性因子的影响。我们从恒星的星斑大小推导出最大耀斑能量，并研究了耀斑相关电离辐射对一些具有良好特征的类地系外行星的CO $_2$，H $_2$，N $_2$ +O $_2$ -富大气的影响。我们基于粒子和重离子传输代码系统[PHITS]的模拟表明，在每个系外行星的地面大气压力（1巴）的情况下，每个行星的估计地面剂量不会超过复杂（多细胞）生命持续存在的临界剂量，即使是Proxima Centauri b，Ross-128 b和TRAPPIST-1 e的行星表面。然而，当我们考虑到这些主星可能产生的最大耀斑的影响时，在TRAPPIST-1 e和Ross-128 b的地球最低大气层深度，估计剂量达到致命水平。来自活跃恒星的大量日冕XUV辐射导致近距离系外行星的大气逃逸率很高，这表明大气层深度可能比地球上的要小得多。在大气层厚度为地球1/10的情况下，包括Proxima Centauri b和TRAPPIST-1 e在内的近距离行星的辐射剂量达到接近致命的剂量水平，其主恒星每年发生耀斑的频率。
2019-06-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Reanalysis of the Fundamental Parameters and Age of TRAPPIST-1
利用一个新的中等分辨率（R~6000）近红外FIRE光谱及其Gaia视差，给出了TRAPPIST-1的距离定标光谱能量分布（SED）。我们报告了一个更新的热光度（Lbol）为-3.216+/-0.016，以及半经验的基本参数：有效温度Teff=2628+/-42 K，质量=90+/-8 MJup，半径=1.16+/-0.03 RJup，logg=5.21+/-0.06 dex。它的运动学指向一个老年人，而光谱指数表明青年，因此，我们比较了整体SED和近红外波段的TRAPPIST-1领域的年龄，低重力，低金属量的矮星类似Teff和Lbol。我们发现类似Teff和Lbol的场矮星最适合TRAPPIST-1的整体和逐带特征。此外，我们提出了新的Allers & Liu 2013光谱指数，用于TRAPPIST-1的SpeX SXD和FIRE光谱，两者都将其归类为中等重力。检查Teff，Lbol和绝对JHKW 1 W2的大小与光谱类型的地方TRAPPIST-1在一个模糊的位置，包含场和中间重力源。Kinetics将TRAPPIST-1放置在一个具有更高切向和UVW速度的移动组中缺乏真正成员资格的中重力源的子群中。我们的结论是，TRAPPIST-1是一个现场年龄源与微妙的光谱特征，让人想起一个低表面重力对象。为了解决TRAPPIST-1的中等重力指标的原因，我们推测可能与半径膨胀相关的两种途径…
2019-09-30 astro-ph.SR
Ground-based follow-up observations of TRAPPIST-1 transits in the near-infrared
TRAPPIST-1行星系是一个很好的目标，可以通过即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）的透射光谱来描述温带地球大小的系外行星的大气特征。这种技术的一个可能障碍可能来自主星的光球不均匀性，这可能会影响凌日透射光谱中的行星特征。为了进一步限制这种可能性，我们收集了2015-2018年期间在UKIRT和AAT的近红外J波段（1.2 $μ$ m）以及VLT的NB 2090波段（2.1 $μ$ m）观察到的25个TRAPPIST-1凌日的广泛光度数据集。在我们对这些数据的分析中，我们使用了一种特殊的策略，旨在确保我们的测量结果的一致性和结论的稳健性。我们达到了光度精度的$\sim0.003$（RMS的残差），我们没有检测到显着的时间变化的过渡深度的TRAPPIST-1 b，c，e，和g在三年的时间。对行星d和f测量到的几个凌日深度暗示了某种程度的变化，但需要更多的测量来确认。我们对行星b和c的深度测量结果与恒星污染谱不一致，恒星污染谱可能是由于存在温度为4500 K的亮点。我们报告了该系统六颗内行星的最新透射光谱，其中行星b和g总体平坦，行星c、d、e和f也出现了一些结构。
2019-05-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Physical constraints on the likelihood of life on exoplanets
系外行星学中最基本的问题之一是确定一个给定的行星是否适合居住。我们通过考虑关键的物理特征，如温度对生态和进化过程的作用，以及通过流体动力学逃逸和恒星风蚀造成的大气损失，来估计行星宜居倾向的相对可能性。从我们的分析中，我们表明，地球大小的系外行星在M矮星周围的宜居带似乎显示出相对于地球更低的宜居前景，由于更高的入射紫外线通量和更近的距离到主恒星。我们通过专门计算最近发现的系外行星Proxima b和TRAPPIST-1 e（支持生命）的可能性来说明我们的结果，我们发现它们比地球小几个数量级。
2017-07-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Implications of different stellar spectra for the climate of tidally-locked Earth-like exoplanets
大多数潜在的可居住的系外行星探测到的轨道比太阳冷的恒星，因此被恒星光谱照射，其峰值波长比入射到地球上的波长更长。在这里，我们提出的结果，从一组模拟的潮汐锁定的类地行星轨道三个不同的主机恒星隔离模拟气候的恒星光谱的影响。具体来说，我们进行模拟的基础上TRAPPIST-1 e，采用类似地球的大气层，并使用英国气象局统一模型在一个理想化的“水行星”的配置。同时保持行星参数不变，包括总恒星通量（900 W/m $^2$）和轨道周期（6.10地球日），我们比较模拟的恒星光谱是一个静止的TRAPPIST-1，比邻星和太阳之间的结果。与表面相比，与较冷的宿主恒星相比，对流层直接吸收的入射恒星辐射的比例增加。这反过来又导致对流的稳定性增加，白天总云层覆盖率减少（减少散射），导致地面温度升高。对流层直接加热的增加也导致了从昼侧到夜侧的更有效的热量传输，因此，昼夜温度对比度降低。我们推断，具有类似地球的大气层的行星绕较冷的恒星运行，具有较低的昼侧云层覆盖率，与绕较热的恒星运行的类似行星相比，在给定的行星旋转速率下，在增加的轨道半径下可能允许宜居条件。
2020-05-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Magnetic Fields on the Flare Star Trappist-1: Consequences for Radius Inflation and Planetary Habitability
我们构建了Trappist-1的演化模型，其中磁场根据基于物理的标准阻碍对流的发生。在最适合所有观测约束的模型中，发现Tr-1的光球场在1450-1700 G的范围内。这些磁场比我们以前在另外两个冷矮星（GJ 65 A/B）的磁场模型中获得的磁场弱约2倍。我们的研究结果表明，Tr-1拥有一个全球极向场，这是一些一百倍强于太阳。在围绕Tr-1轨道运行的系外行星的背景下，恒星上强大的极向场可能有助于保护行星免受日冕物质抛射的潜在破坏性影响。这一点，结合之前关于耀斑光子在紫外和可见光谱部分的有益影响的论点，表明Tr-1上的条件不一定对Tr-1宜居带的行星上的生命有害。
2018-11-09 astro-ph.SR
Stellar Winds Drive Strong Variations in Exoplanet Evaporative Outflows and Transit Absorption Signatures
恒星风和光子辐射与行星的相互作用可能导致大气层枯竭，这可能对行星的可居住性产生潜在的灾难性影响。虽然已经在一定程度上研究了光蒸发对大气侵蚀的影响，但关于恒星风对大气损失的影响的研究仍处于起步阶段。在这里，我们使用三维磁流体动力学模拟模拟恒星风对磁层和外流的一个假设的行星，建模有一个富氢蒸发信封与预定义的质量损失率，轨道在接近低质量M矮星的宜居带。我们以TRAPPIST-1系统为原型，模拟的行星位于TRAPPIST-1 e的轨道上。我们发现，大气外流被拖动和加速后，与风的相互作用，导致在不同范围的行星磁层形态和等离子体分布的当地恒星风条件的变化。我们认为潜在的氢莱曼α（Lya）观测的行星大气过境期间的风外流相互作用的影响。Lya观测特征强烈依赖于观测时的当地风况，并且可能在短至一小时的时间尺度上发生相当大的变化。我们的研究结果表明，观测到的系外行星Lya过境签名的变化可以解释风外流的相互作用。
2020-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
A numerical method for computing optimum radii of host stars and orbits of planets, with application to Kepler-11, Kepler-90, Kepler-215, HD 10180, HD 34445, and TRAPPIST-1
在所谓的“全球多方模型”中，我们假定行星系处于流体静力平衡，并在复平面上求解Lane-Emden方程。因此，我们发现多方球壳提供托管轨道的行星。在此模型的基础上，我们发展了一种数值方法，它有三个版本。在其三维版本中，该方法对于观测到的主星半径和特定行星轨道（与其他行星轨道的不确定性相比）具有很大不确定性的系统是有效的;该方法使用其余行星的观测轨道作为固定的入口值。在其二维版本中，该方法对于主恒星半径具有很大不确定性的系统是有效的;在这种情况下，该方法使用观测到的行星轨道作为固定的入口值。一维的版本是以前开发和应用于几个系统;在这个版本中，观测值的主星半径和行星轨道被视为固定的入口值。我们的方法可以计算最佳值的多变指数的全球多变模型，它模拟的系外行星系统，行星的轨道，和（不包括一维版本）的主恒星半径。
2020-09-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Geologically Robust Procedure For Observing Rocky Exoplanets to Ensure that Detection of Atmospheric Oxygen is an Earth-Like Biosignature
在接下来的几十年里，天体生物学界将争论第一次在系外行星$'$的大气中观察到氧气是否意味着生命，因此现在建立收集和解释这些数据的程序至关重要。我们提出了一个逐步的观测策略，使用氧气作为一个强大的生物特征，优先考虑系外行星的目标和设计未来的观测。它被认为是避免行星缺乏陆上风化的大陆，这将意味着地球化学循环与地球$'$的显着不同，排除使用氧气作为生物标志。该策略从最容易获得的数据开始：半长轴和恒星光度，以确保居住在宜居带;恒星XUV通量，以确保系外行星可以保留次级（除气）大气。接下来，高精度的质量和半径信息应该与高精度的恒星丰度数据相结合，以限制系外行星$'$的水含量;那些与小于0.1重量%的H $_{2}$ O不相容的可以被降低优先级。然后，反射光度法或低分辨率透射光谱法应确认光学薄的大气。随后的长持续时间、高分辨率透射光谱应寻找氧气，并确保水蒸气和CO $_{2}$仅以低水平（10 $^{2}$ -10 $^{4}$ ppm水平）存在。假设发现了氧气，要将其归因于生命，需要艰难地获取系外行星的详细的多光谱光变曲线，以确保地表土地和水。没有达到这些步骤的系外行星可能是适合居住的，甚至有可观察到的生物氧，但应该被排除在外，因为氧不能明确地归因于生命。我们展示了太阳系、55 CNC系统和TRAPPIST-1系统的情况，其中只有地球和TRAPPIST-1 e成功地通过了我们的程序。
2020-06-12 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Ultraviolet-Driven Atmospheric Degeneracies Challenge Conventional Biosignature Frameworks for Terrestrial Planets with Ultracool M Dwarf Hosts: An Archean-Analog TRAPPIST-1 e Case Study
University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Blue Marble Space Institute of Science（蓝大理石太空科学研究所）；University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心）；SETI Institute（搜寻地外文明研究所）；NASA Ames Research Center（NASA艾姆斯研究中心）
本研究利用一维光化学模型，量化了TRAPPIST-1的紫外光谱能量分布不确定性对太古宙地球类似大气的影响，发现不同紫外光谱导致CH4、CO、O2和O3丰度数量级变化，产生光化学简并性，可能产生假阳性非平衡生物特征，并指出CO是区分非生物与生物表面边界假设的有力指标。
2026-06-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Heating of the Atmospheres of Short-orbit Exoplanets by Their Rapid Orbital Motion Through an Extreme Space Environment
本文研究短轨道系外行星快速穿越恒星周围变化磁场引发的焦耳加热，估算 Trappist-1e 及两颗近距绕日假想行星的加热量，指出其可显著影响大气逃逸与长期演化。
2024-01-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Readily Implemented Atmosphere Sustainability Constraint for Terrestrial Exoplanets Orbiting Magnetically Active Stars
随着4,300多颗已确认的系外行星的出现，系外行星研究的下一个里程碑是确定这些新发现的世界中哪些可能存在生命。日冕物质抛射（CME）是由磁性活跃、引发超级耀斑的矮星产生的，对类地系外行星的可居住性构成直接威胁，因为它们可以剥夺它们的大气层。在这里，我们开发了一个易于实施的大气可持续性约束的陆地系外行星轨道活动的矮星，依赖于磁层压缩所造成的CME的影响。我们的约束集中在我们自己的日光层，适用于一个给定的系外行星，CME系统的理解，需要作为关键输入观测到的热辐射能量的耀斑发出的主恒星。将我们的约束应用于六颗著名的系外行星（开普勒-438 b，近半人马座b和Trappist-1d，-1e，-1f和-1g），在它们的恒星宿主的宜居带内或附近，表明只有开普勒-438 b可能具有大气可持续性对抗恒星CME。这似乎与最近的一些研究一致，然而，这些研究可能需要更苛刻的计算资源和观测输入。我们的物理直观的约束可以很容易地和enchanted应用，或一般化，大规模的系外行星调查，以检测行星，可以筛选的大气层，也许，可能的生物特征，在更高的优先级，由目前和未来的仪器。
2021-02-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar Contamination Correction Using Back-to-Back Transits of TRAPPIST-1 b and c
提出一种基于历元的模型无关方法，利用TRAPPIST-1 b和c的准同时凌星观测校正恒星污染，在短波长下减少2.5倍污染，将大气特征检测转化为白噪声问题，并识别了恒星表面的冷热区域。
2024-12-21 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A seven-planet resonant chain in TRAPPIST-1
TRAPPIST-1系统是第一个围绕超冷矮星运行的凌日行星系统。至少有七颗行星在半径和质量上与地球相似，以前曾被发现过这颗恒星。随后，作为K2任务的一部分，我们对TRAPPIST-1进行了观测，利用这些新数据，我们报告了最外层行星TRAPPIST-1h的18.77 d轨道周期的测量结果，该周期到目前为止还不受限制。这个值符合我们基于拉普拉斯关系的理论预期，并将TRAPPIST-1h作为复杂链的第七个成员，三体共振连接每个成员。我们发现TRAPPIST-1h的半径为0.727地球半径，平衡温度为173 K。我们还测量了恒星的旋转周期为3.3 d，并检测到一些与低活动，中年，晚M矮星一致的耀斑。
2017-05-22 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Past, Present and Future Stars that can see Earth as a Transiting Exoplanet
在宇宙中寻找生命的过程中，凌日系外行星是我们目前最好的目标。在宇宙中寻找生命的过程中，凌日系外行星是我们目前最好的目标。随着数千个已经被探测到，我们的搜索正在进入一个新的发现时代，即将到来的大型望远镜将在过境世界的大气中寻找生命迹象。然而，宇宙是动态的，太阳系附近的哪些恒星有优势将地球视为过境行星，并可以识别其充满活力的生物圈，因为早期人类文明是未知的。在这里，我们展示了自早期人类文明以来，326光年内的1，715颗恒星处于合适的位置，可以在凌日地球上发现生命，另外还有319颗恒星在未来5，000年内进入这个特殊的有利位置。在这些恒星中，有7颗已知的系外行星宿主占据了观察地球凌日的有利位置，包括罗斯-128，它在过去看到了地球凌日，蒂加登星和特拉普斯特-1，它们将分别在29年和1,642年后开始看到地球凌日。我们发现人造无线电波已经扫过了名单上75颗最近的恒星。
2021-07-16 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
SPECULOOS -- Ultracool Dwarf Transit Survey: Target List and Strategy
详细研究温带地球大小的系外行星最有希望的途径之一是在足够小和附近的恒星前面探测这样的行星，以便用詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）或极大望远镜（ELT）等下一代望远镜进行彻底的大气特征描述。在这种情况下，TRAPPIST-1行星形成了一个独特的基准系统，吸引了大型科学界的兴趣。SPECULOOS巡天是一个系外行星凌日巡天，目标是体积有限（40 pc）的超冷矮星样本。我们将SPECULOOS目标列表定义为包含最新类型对象的三个非重叠子程序的总和（T_eff <3000 K）：程序1：365个足够小和足够近的矮星，以便在即将到来的JWST中详细描述“类地”行星的大气特征，程序2：171颗M5型及以后的矮星，对于这些矮星，一颗类似于TRAPPIST-1b的行星的重要探测应该在系外行星凌日调查TESS的范围内，以及程序3：1121颗晚于M6型的矮星，旨在对超冷矮星周围的短周期行星进行统计普查。我们的复合目标列表包括1657个光度分类的晚型矮星。其中260个目标首次被归类为可能的超冷矮星。我们的一般观测策略是通过我们的望远镜网络对每个目标进行100到200小时的监测，有效地利用TESS的协同作用，用于我们的计划2和计划1的一部分目标。我们预计将探测到几十个温和的岩石行星，其中少数几个可以用JWST和其他未来的巨型望远镜进行大气表征，这将大大提高我们对最新类型恒星行星种群的理解。
2020-11-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Leveraging Impact Parameter to Mitigate the Transit Light Source Effect: Early Insights from TRAPPIST-1
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究学院）；University of Graz（格拉茨大学）；Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung（马克斯·普朗克太阳系研究所）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
研究以TRAPPIST-1为测试平台，构建基准模型，发现中等冲击参数的外层行星受凌星光源效应影响更小，提出大气表征中存在与活动区温度反差符号无关的冲击参数最佳点。
2026-09-10 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A PSF-based Approach to TESS High quality data Of Stellar clusters (PATHOS) -- IV. Candidate exoplanets around stars in open clusters: frequency and age-planetary radius distribution
拥有系外行星的恒星年龄的知识使我们能够获得系外行星演化的概述，并了解影响其生命的机制。银河系中恒星年龄的测量通常受到很大的不确定性的影响。一个例外是星团：对于它们的同时代成员，从同一分子云中诞生，年龄可以非常精确地测量。在这方面，PATHOS项目正在通过分析用尖端工具获得的高精度光变曲线，提供围绕星团和星协成员运行的候选系外行星。在这项工作中，我们利用了TESS任务第二年收集的数据。我们提取，分析和模拟的光变曲线$\sim 90000$恒星在疏散星团位于北黄道半球，以寻找候选系外行星。我们测量了不同轨道周期和行星半径的疏散星团中候选系外行星的频率，同时考虑了我们管道的检测效率和候选行星的假阳性概率。我们分析了年龄- $R_{\rm P}$分布的候选人和确认系外行星的周期$<100$天和良好的约束年龄。虽然没有观察到行星大小和（超）地球大小的行星的特殊趋势，但我们发现具有$4\,R_{\rm Earth} \lesssim R_{\rm P} \lesssim 13\,R_{\rm Earth}$的物体集中在$\lesssim 200$ Myr年龄;不同的情况（大气损失，迁移等）。可以解释观察到的年龄- $R_{\rm P}$分布。
2021-05-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ages for exoplanet host stars
年龄是行星系统的一个重要特征，但也是一个难以确定的特征。假设主星和行星是同时形成的，那么确定恒星的年龄就成了一个挑战。天文地震学提供了精确的年龄测定，但在许多情况下，所需的详细脉动观测是不可用的。在这里，我们集中在其他技术，可能有更广泛的适用性，但也有严重的局限性。这一领域的进一步发展需要我们提高对恒星演化及其年龄相关特征的理解，并结合观测，以便对各种技术进行可靠的校准。
2018-03-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
A link between rocky exoplanet composition and stellar age
研究发现岩石系外行星的组成与恒星年龄相关，较致密行星围绕年轻恒星，这源于银河系化学演化，影响行星形成条件与性质。
2025-03-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
A roadmap for the atmospheric characterization of terrestrial exoplanets with JWST
针对TRAPPIST-1等超冷矮星系统，提出优先采用多凌星窗口以减轻恒星活动影响并提升观测效率，强调需大规模天地联合计划才能充分利用JWST探索类地行星大气。
2024-07-22 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The TIME Table: Rotation and Ages of Cool Exoplanet Host Stars
年龄是一个恒星参数，既基本又难以确定。在中年M矮星中，最多产的近距离和可探测的系外行星，陀螺年代学是最有前途的年龄分配方法，但需要在已知年龄的星团中通过旋转温度序列（陀螺年代）进行校准。我们整理了249颗晚期K型和M型（（$T_{eff}$ =3200- 4200 K）系外行星宿主恒星的目录，并建立了旋转周期，并应用了基于相关出版的陀螺时的经验，温度依赖的旋转年龄关系，包括来自4 Gr年龄的疏散星团M67的观测。我们估计了其中227颗恒星的年龄，以及8颗其他恒星的年龄上限，不包括14颗旋转过快或超出我们陀螺年代学有效参数范围的恒星。我们估计的不确定性的基础上观察到的分散在旋转周期的年轻的集群，错误的gyrochrones，温度和非太阳金属丰度的不确定性。对于那些恒星测量金属丰度，我们提供，但不包括从太阳金属丰度偏差的影响进行校正。我们样本的年龄分布在10 Gyr（银河系圆盘的年龄）处下降到接近零，少数异常值可以用很大的不确定性来解释。继续增加或扩展星团旋转序列，以更彻底地校准时间和温度空间中的陀螺年代学，更精确和可靠的旋转周期测量，以及更准确的恒星参数测量，将使这些重要的系外行星宿主恒星的年龄估计不断改进。
2023-01-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Mantle Degassing Lifetimes through Galactic Time and the Maximum Age Stagnant-lid Rocky Exoplanets can Support Temperate Climates
寻找生命的理想系外行星是那些位于恒星宜居带内的行星。然而，即使在宜居带内，行星仍然可以发展出不适合居住的气候状态。在地质（$\sim$ Gyr）时间尺度上维持温和的气候需要一个行星包含足够的内能来为行星尺度的碳循环提供动力。岩石行星能量收支的一个主要组成部分是放射性元素衰变产生的热量，特别是$^{40}$ K，$^{232}$ Th，$^{235}$ U和$^{238}$ U。随着地球的老化和这些元素的衰变，这种放射性能源就会减少。在这里，我们估计这些产热元素（HPEs）的数量的概率分布，通过银河系的历史，进入岩石系外行星，结合恒星丰度数据中看到的系统到系统的变化与银河系化学演化模型的结果。使用这些分布，我们进行蒙特卡罗热演化模型，最大限度地提高地幔冷却速率。这使我们能够对一颗岩石状、停滞盖的系外行星的寿命做出悲观的估计，它可以支持全球碳循环和温和的气候，这是它的质量和银河系历史的函数。我们将这个框架应用于17个可能的岩石系外行星的样本，这些行星具有测量的年龄，尽管我们的悲观假设，但我们预测其中7个行星今天可能正在积极脱气。对于剩下的行星，包括那些围绕TRAPPIST-1轨道运行的行星，我们不能自信地假设它们目前含有足够的内部热量，以足以维持全球碳循环或温带气候的速度支持地幔脱气，而无需额外的潮汐加热或经历板块构造。
2022-04-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Stellar Proton Event-induced surface radiation dose as a constraint on the habitability of terrestrial exoplanets
发现在邻近恒星周围的宜居带中运行的类地系外行星是现代天文学的重大发展之一。超过12颗这样的行星，如Proxima Centauri b和TRAPPIST-1 e，都处于近距离配置中，它们与主恒星的接近使它们对恒星活动高度敏感。像耀斑这样的偶发事件有可能对近距离行星造成严重破坏，对它们的可居住性产生不利影响。快速旋转的年轻M型恒星上的耀斑发生频率比G型恒星高出100倍，这使得它们的行星更容易受到恒星活动的影响。恒星质子事件（SPE）产生的恒星高能粒子（SEP）会造成大气层破坏（侵蚀和光化学变化），并产生次级粒子，从而导致行星表面辐射剂量增加。我们探讨的SPE和行星因素在确定行星表面辐射剂量的作用。这些因素包括SPE通量和光谱，行星柱密度和磁场强度。以1956年至2012年期间观测到的70个主要太阳事件的粒子谱为代表，我们使用GEANT 4蒙特卡罗模型模拟SPE与系外行星大气的相互作用，并计算表面辐射剂量。我们证明，除了注量，SPE光谱也是一个决定表面辐射剂量的关键因素。我们讨论了这些发现在约束类地系外行星的可居住性的影响。
2019-10-22 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
A comparison of gyrochronological and isochronal age estimates for transiting exoplanet host stars
以前的研究表明，潮汐相互作用可能是造成使用恒星模型（等时年龄）估计的系外行星宿主恒星年龄与基于恒星旋转周期（陀螺年代学年龄）估计的年龄之间差异的原因。我们已经编制了一个样本的28个凌日系外行星的主机恒星测量旋转周期。我们使用贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗方法来确定样本中每个恒星的质量和年龄的联合后验分布，并将此方法扩展到包括计算陀螺年代年龄的后验分布。在我们的样本中，大约一半的恒星的陀螺年代年龄（$τ_{\rm gyro}$）明显小于等时年龄。恒星和行星之间的潮汐相互作用在某些情况下是这种差异的合理解释，但不是所有情况。$τ_{\rm gyro}$值的分布从很小的年龄到几个Gyr的最大值是均匀分布的。$τ_{\rm gyro}$和最内侧行星对恒星的潮汐力强度之间没有明显的相关性。有明显的证据表明，某些K型星的等时线年龄太大，某些G型星的等时线年龄也可能太大。这可能是磁抑制对流的结果。目前还没有令人满意的解释之间的差异年轻的年龄CoRoT-2估计从陀螺年代学或其高锂丰度，和极端的年龄为K型恒星的同伴推断其非常低的X射线通量。现在有强有力的证据表明，一些凌日系外行星的宿主恒星的陀螺年代学年龄明显小于它们的等时年龄，但这并不总是很清楚，这是恒星和行星之间潮汐相互作用的好证据。
2015-03-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Ages of Early-Type Stars: Strömgren Photometric Methods Calibrated, Validated, Tested, and Applied to Hosts and Prospective Hosts of Directly Imaged Exoplanets
对附近的早期型（BAF）恒星进行了年龄测定，这些恒星是高对比度碎片盘和行星成像调查的有吸引力的目标。我们的分析序列包括：从星表中获取紫外-β测光，对消光效应进行校正，将测光结果插值到确定大气参数的模型大气网格上，最后，与主序前到主序后恒星演化模型的理论等时线进行比较，并考虑恒星自转的影响。我们校准和验证我们的方法在大气参数阶段，通过比较我们的结果从根本上确定Teff和log g值。我们验证和测试我们的方法在演化模型阶段，通过比较我们的结果的年龄几个基准疏散星团（IC 2602，α英仙座，昴星团，毕星团）的公认的年龄。最后，我们应用我们的方法来估计恒星年龄的3493场恒星，包括几个直接成像的系外行星候选人。
2015-04-08 astro-ph.SR
