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
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
UV Surface Habitability of the TRAPPIST-1 System
随着在附近的冷恒星TRAPPIST-1的温带宜居带（HZ）发现岩石行星，这样的行星是否可能孕育生命的问题出现了。红矮星周围的可居住行星可以在辐射环境中运行，这可能会扼杀生命。来自这些恒星的紫外线耀斑比太阳耀斑更频繁、更强烈。此外，它们的温带HZ更接近恒星。在这里，我们提出了紫外线表面环境模型的TRAPPIST-1的HZ行星，并探讨生命的影响。TRAPPIST-1具有高X射线/EUV活性，使行星大气面临侵蚀的风险。如果在TRAPPIST-1的HZ区的行星上存在一个类似地球的稠密大气层，并有一个保护性的臭氧层，那么紫外线表面环境将与现在的地球相似。然而，一个被侵蚀或缺氧的大气层，将允许更多的紫外线到达表面，使表面环境甚至对高度耐紫外线的陆地极端微生物也是不利的。如果未来的观测在TRAPPIST-1的HZ中的任何行星的大气中检测到臭氧，这些将是寻找表面生命的有趣目标。我们预计我们的分析将成为深入探索TRAPPIST-1行星的恒星和大气观测的起点，以限制其紫外线表面的可居住性。
2017-03-28 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
Phase Modeling of the TRAPPIST-1 Planetary Atmospheres
过境紧凑的多行星系统提供了许多独特的机会来表征行星，包括研究大小分布，平均密度，轨道动力学和大气成分。在这些系统中相对较短的轨道周期确保了需要行星特定轨道位置的事件（例如主凌日和次食点）发生频率很高。行星的轨道运动和相关的相位变化提供了一种通过测量它们的赤道来限制大气成分的方法。在这里，我们描述了预期的相位变化的TRAPPIST-1系统和优越的结合时，相位效应的总和产生最大幅度的时间。我们还描述了TRAPPIST-1行星发射的红外通量和对整体相位振幅的影响。我们进一步提出了使用全球环流模型ROCKE-3D的TRAPPIST-1 e和TRAPPIST-1f假设现代地球和太古代大气成分的大气模型的结果。这些模拟用于计算反射光和热发射分量的预测相位曲线。我们讨论了这些签名的可探测性和未来的前景，类似的研究相对暗淡的M星的相位变化。
2020-12-24 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
Fast litho-panspermia in the habitable zone of the TRAPPIST-1 system
在宜居带中有几颗短周期的地球质量的行星，TRAPPIST-1系统可能允许岩石胚种说在很短的时间尺度上发生。我们调查的效率和速度行星际物质转移所造成的影响到宜居带行星。通过模拟撞击喷出物从喷出到（再）吸积的轨迹，我们发现，在行星逃逸速度附近和略高于行星宜居带的喷出速度下，行星之间的运输是最快的。在这些喷射速度下，喷射物质的${\sim}10\%$到达$10^2\mathrm{~yr}$内的另一个宜居带行星，表明TRAPPIST-1中的石胚说比太阳系中快4到5个数量级。
2017-04-05 astro-ph.EP
Plausible Compositions of the Seven TRAPPIST-1 Planets Using Long-term Dynamical Simulations
TRAPPIST-1是附近的一颗超冷矮星，拥有一个由七颗凌日行星组成的非凡行星系。行星的轨道特性和半径已经得到了很好的限制，最近通过额外的地面和空间测光观测测量了内六颗行星的质量。这些质量测量的巨大不确定性阻碍了对行星组成的可靠分析。在这里，我们进行了成千上万的N体动力学模拟与行星的属性从观测值扰动，并确定那些是稳定的数百万年。这使我们能够确定可用于未来研究的自洽轨道解。从我们的动力学质量范围来看，我们发现大多数行星都与地球一样的组成一致，其中TRAPPIST-1f可能具有丰富的挥发物。
2017-06-09 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
Modelling climate diversity, tidal dynamics and the fate of volatiles on TRAPPIST-1 planets
TRAPPIST-1行星对于研究我们太阳系以外的比较行星科学和可能的可居住性是非常宝贵的。首先，我们从N体模拟中得出可能的行星演化场景，并表明每个行星都可能处于同步旋转状态。然后，我们使用一个三维全球气候模型来探索TRAPPIST-1系统的冷行星的可能气候。特别是，我们研究了冷却行星所需的条件，以防止可能的挥发性物质因永久冷凝、不可逆转的掩埋或光化学破坏而丢失。我们还探讨了相同的挥发物（当在凝聚相）失控的温室过程的弹性。我们发现，由N2，CO或O2组成的背景大气对大气塌陷具有抵抗力。然而，TRAPPIST-1行星应该很难积累大量的温室气体，如CO2，CH 4或NH 3。二氧化碳很容易在夜面凝结，形成流向亚恒星区域的冰川。一个完整的CO2冰覆盖是可能的，只有在TRAPPIST-1g和h上，尽管CO2冰沉积物可能是重力不稳定的，并在地质学上的短时间内被埋在水冰壳下。鉴于TRAPPIST-1行星的极紫外线照射量很大（至少是泰坦通量的1000倍），CH 4和NH3应该会迅速光解，因此很难在大气中积累。然后，光化学雾可以沉积并形成托林的表面层。关于可居住性，我们确认，几巴的CO2将足以温暖的表面的TRAPPIST-1f和g以上的熔点的水。我们还表明，TRAPPIST-1 e是一个显着的候选人的表面可居住性。如果这颗行星今天是同步的，并且有丰富的水，那么它应该总是维持表面液态水，至少在亚恒星区…
2017-11-10 astro-ph.EP
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
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
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
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
Probing TRAPPIST-1-like systems with K2
寻找围绕晚M矮星运行的小行星有望在未来十年内探测到地球大小的行星，这些行星的大气层可能会被描述。最近发现的TRAPPIST-1使人们对这些系统在位于主层序底部的宿主周围很常见抱有希望。在这封信中，我们调查了重新设计的开普勒任务（K2）探测类似于TRAPPIST-1的行星系的能力。我们对189颗光谱确认的M5.5至M9晚M矮星进行了一致的数据分析，以寻找行星候选者，并注入具有匹配TRAPPIST-1b和c属性的过境信号。我们在K2样本中没有发现凌日行星候选者。我们的注入测试表明，K2能够恢复两个TRAPPIST-1行星只有10%的样本，主要是因为在红色波长的效率低下的吞吐量导致泊松限制性能为这些目标。增加注入的行星半径以匹配GJ 1214 b的大小，产生70%的回收率。K2的优势在于它能够在不同的活动中探测大量的冷主机，其中10%的恢复率可能会在未来两年内变成真正的TRAPPIST-1类系统的检测。
2016-06-28 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
Limits on Clouds and Hazes for the TRAPPIST-1 Planets
TRAPPIST-1行星系是研究M-矮行星演化和适居性的极好候选者。哈勃太空望远镜（HST）的透射光谱观测表明，最里面的五颗行星没有清晰的氢气氛。在这里，我们重新评估这些结论与最近更新的质量限制，并扩大分析，包括限制金属，云顶压力，和烟雾散射的强度。我们连接最近的实验室结果的颗粒大小和生产率的系外行星霾的一维大气模型的TRAPPIST-1传输光谱。这样做，我们得到一个基于物理的估计雾散射截面。我们发现霾散射截面的顺序为1 e-26至1 e-19平方厘米的需要在富氢大气中的TRAPPIST-1 d，e，和f，以匹配HST数据。对于TRAPPIST-1 g，我们不能排除清晰的富氢大气。我们还模拟了不透明的云层和大量的重元素含量对透射光谱的影响。我们确定，在12毫巴和更低的压力下，具有高空云层的富氢大气与TRAPPIST-1 d和e的HST观测是一致的。对于TRAPPIST-1 f和g，我们不能以高置信度排除明确的富氢情况。我们证明了至少60 xsolar对流层（0.1巴）云的金属丰度与观测结果一致。此外，我们还提供了未来观测所需的精度估计，以解开云顶压力和金属丰度的简并。我们的研究结果表明，外层TRAPPIST-1行星d，e和f存在次级，挥发性丰富的大气层。
2018-10-11 astro-ph.EP
The Effect of Land Albedo on the Climate of Land-Dominated Planets in the TRAPPIST-1 System
组成陆地为主的行星表面的大块物质的反射特性的变化将通过与来自主恒星的入射辐射的不同相互作用来影响行星的能量平衡。此外，低质量的冷星，如附近的M8 V矮星TRAPPIST-1，在地球物质可能表现出额外的变化的区域，相对于太阳，在较长的波长发射出相当大一部分的通量。使用社区地球系统模式（CESM），我们调查的土地表面的组成和它的行星气候的影响在空间上均匀的背景下，完全陆地覆盖的行星与干燥的大气层在轨道分离的TRAPPIST-1d，TRAPPIST-1 e，和TRAPPIST-1f。我们使用经验推导出的光谱的四个陆地组成的端元（花岗岩，方解石，旱成土，沙丘砂）和复合光谱的TRAPPIST-1这些模拟和比较这些模型输出的aquaplanet和几个溶胶光谱控制的情况下。我们报告了约50 K的全球平均地面温度的差异，大气旋转特征的变化，并减少跨赤道热传输的情况下，在红外线（方解石和沙丘砂）具有较高的吸收性的地壳材料，如花岗岩或干燥的土壤中使用的材料之间。一个水行星TRAPPIST-1d的情况下，在一个不稳定的失控温室制度的结果。因此，我们证明，确定大陆陆块的组成和组成对于准确确定类地系外行星的气候至关重要。
2020-11-06 astro-ph.EP
Implications of atmospheric nondetections for Trappist-1 inner planets on atmospheric retention prospects for outer planets
本研究通过大气-内部演化模型揭示，Trappist-1b和c的无大气状态仅弱约束恒星演化，外层宜居带行星e和f因经历较短的蒸汽大气阶段，在98%的模型运行中仍保留大气，是JWST表征宜居带类地行星大气的最佳近期目标。
2023-07-27 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
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
Water loss from Earth-sized planets in the habitable zones of ultracool dwarfs: Implications for the planets of TRAPPIST-1
超冷侏儒（UCD; $T_{\rm eff}<\sim3000~$ K）在$\sim$ 1 Gyr后冷却到主序列上。对于褐矮星来说，这种冷却永远不会停止。它们的宜居带（HZ）因此至少在它们生命的第一个Gyr期间向内延伸。假设它们拥有水，在UCD的HZ中发现的行星在进入HZ之前经历了失控的温室阶段，对于液态水来说太热了。有人提出，这类行星是在早期阶段的高温下变干的，并以干燥世界的形式进入HZ。在这里，我们考虑到最近的上限UCD的XUV发射和使用一维辐射流体动力学模拟在此前HZ热阶段的水分损失模型。我们讨论了整个UCD的范围，但也关注最近在$0.08~M_\odot$矮TRAPPIST-1周围发现的行星。尽管假设水的FUV光解和XUV驱动的氢逃逸最大化，但我们发现行星可以在UCD的HZ中保留大量的水，在$0.04$ - $0.06~M_\odot$范围内具有最佳点。我们还研究了TRAPPIST-1系统使用所观察到的XUV通量的限制。我们发现TRAPPIST-1b和c可能已经失去了多达15个地球海洋，而行星d -可能在HZ内-可能已经失去了不到1个地球海洋。根据它们最初的含水量，它们可能有足够的水来保持可居住。TRAPPIST-1行星是大气特征的关键目标，可以对UCD周围的水侵蚀提供强有力的限制。
2016-10-06 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
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
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
Implications of tides for life on exoplanets
从比邻星和TRAPPIST-1的例子中可以明显看出，在低质量恒星的宜居带中，地球大小的行星是常见的。在这里，我们专注于这样的行星系，并认为他们的（海洋）潮汐可能会更加突出，由于更强的潮汐力。我们确定的条件下，潮汐可能会产生显着的积极影响的生物过程，包括非生物发生，生物节律，营养物质上涌和刺激光合作用。我们总结了我们的分析与识别大规模的藻类水华作为潜在的时间生物特征反射光变曲线，可以间接产生的结果，强大的潮汐力。
2018-07-23 astro-ph.EP
Pebble-driven planet formation for TRAPPIST-1 and other compact systems
最近，在M矮星TRAPPIST-1周围发现了七颗地球大小的行星。由于凌日时间的变化，行星的质量和体积密度都受到了限制，这表明所有TRAPPIST-1行星的水团质量分数都在10%左右。这些水的分数，以及系统内类似的行星质量，对TRAPPIST-1系统的起源构成了强有力的限制。在以前的工作中，我们概述了一个卵石驱动的形成方案。在本文中，我们调查这种形成的情况下，更详细。我们使用拉格朗日光滑粒子方法模拟卵石的生长和漂移以及卵石通过流动不稳定性向星子的转化。我们使用N体代码\texttt{MERCURY}来跟踪微行星通过合并和吸积鹅卵石成长为原行星时的组成。该代码适用于解释卵石堆积、I型迁移和气体拖曳。通过这种方式，我们模拟了整个行星形成过程（与行星质量和成分有关，而不是动力学配置）。我们发现，星子形式在一个单一的，早期阶段的流动不稳定性。在雪线之外的星子最初狭窄的环带由于散射而迅速变宽。我们的模拟结果证实，这种形成途径确实会导致类似大小的行星，并且在将鹅卵石转化为行星方面非常有效（$\sim$ 50%的固体-行星转化效率）。[...]从我们的模拟中得出的行星含水量约为10%，我们的结果预测行星含水量随轨道距离呈“V形”趋势：从相对较高（最内层行星）到相对较低（中间行星）再到相对较高（最外层行星）。
2019-06-15 astro-ph.EP
Planet-Planet Occultations in TRAPPIST-1 and Other Exoplanet Systems
我们探讨了系外行星系统中行星-行星掩星（PPO）的发生和可探测性。在这些事件中，一颗行星遮蔽了同一系统中另一颗行星的圆盘，当其热或反射光被阻挡时，会传递一个小的光度信号。我们重点关注TRAPPIST-1中的行星，我们显示其轨道平面在90%的置信度下在0.3度内对齐。我们提出了一个光动力学模型，用于预测和计算在TRAPPIST-1和其他系统的行星大气状态的各种假设的PPO。当对所有轨道参数的不确定性进行边缘化时，我们发现TRAPPIST-1中的PPO速率约为每天1.4。我们调查了詹姆斯韦伯太空望远镜探测这些事件的前景，发现每年约有10 - 20次b和c的掩星应该高于12 - 15微米的噪音水平。这些PPO中的几个的联合建模可以导致鲁棒的检测。或者，用拟议中的起源太空望远镜进行观测，应该能够以高信噪比探测到单个的PPO。我们展示了如何使用PPO来打破凌日时间变化简并性，对行星的偏心率和质量施加强约束，并约束节点的经度，从而约束系统的完整三维结构。我们进一步展示了如何建模这些事件可以用来揭示一个星球的白天/夜晚的温度对比，并构建粗糙的表面地图。我们把我们的photodynamic代码放在github上。
2017-11-15 astro-ph.EP
Homogeneous model for the TRAPPIST-1e planet with an icy layer
在这项工作中，我们调查是否可以近似为一个均匀的行星，特别是如何以及一个多层行星的耗散率可以再现均匀的流变。我们研究的情况下，一个分层的机构与冰壳，根据最近的研究，显示一个双峰功能的潮汐响应，不能复制一个均匀的行星与安德拉德流变。我们重新审视了一个稍微复杂的流变学的均匀的身体，桑德伯格库珀流变学，自然有一个双峰功能的问题，并将模型应用到TRAPPIST-1 e行星。我们的结果比较非常好的结果时，采用多层模型，表明它是可能的近似行为的多层冰冷的行星与均匀的行星使用Sundberg-Cooper流变学。这突出了这样一个事实，即我们不需要复杂的多层行星模型，以估计潮汐耗散的一个冰冷的行星。
2021-04-27 astro-ph.EP
Magma ocean evolution of the TRAPPIST-1 planets
最近对可能适合居住的行星TRAPPIST-1 e、f和g的观测表明，它们拥有大的水团质量分数，可能有几十重量%的水，尽管主恒星的活动应该会驱动快速的大气逃逸。这些过程可以光解水，产生自由氧，并可能使地球干燥。行星形成后，它们的地幔可能完全熔化，挥发物从熔体中溶解和析出。为了了解这些行星并为未来的观测做好准备，必须了解这些世界的岩浆海洋阶段。为了模拟这些行星，我们结合了现有的恒星演化，大气逃逸，潮汐加热，辐射加热，岩浆海洋冷却，行星辐射和水-氧-铁地球化学模型。我们提出了MagmOc，一个多功能的岩浆海洋演化模型，验证对岩石超级地球GJ 1132 b和早期地球。我们模拟耦合的岩浆海洋-大气演化的TRAPPIST-1的E，F和G的潮汐和放射性加热率的范围内，以及初始水含量之间的1和100地球海洋。我们还重新分析了这些行星的结构，发现它们的水团质量分数分别为0-0.23、0.01-0.21和0.11-0.24。我们的模型并没有作出强有力的预测的水和氧含量的大气中的TRAPPIST-1 e在地幔凝固的时候。相比之下，该模型预测TRAPPIST-1 f和g在该阶段将具有厚的蒸汽气氛和少量的氧气。对于我们调查的所有行星，我们发现只有3-5%的初始水在岩浆海洋凝固后被锁定在地幔中。
2021-06-16 astro-ph.EP
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
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
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
Drifts of the sub-stellar points of the TRAPPIST-1 planets
本研究通过在N体代码Posidonius中实现Kaula形式的共面潮汐方程，结合Burnman计算的多层内部结构，发现TRAPPIST-1行星并非完美同步自转，其亚恒星点存在振荡和漂移，会合日周期为55至290年。
2024-09-18 astro-ph.EP
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
Solid tidal friction in multi-layer planets: Application to Earth, Venus, a Super Earth and the TRAPPIST-1 planets. Can a multi-layer planet be approximated as a homogeneous planet?
随着TRAPPIST-1及其7颗0.06天文单位以内行星的发现，正确处理潮汐相互作用变得非常必要。TRAPPIST-1行星的离心率、自转和自转确实是该系统一生中潮汐演化的结果。潮汐相互作用也可能导致行星内部的潮汐加热，这可能是火山活动和/或表面变形的原因。在大多数估算近距离行星自转或潮汐加热的研究中，行星被认为是均匀体，它们的流变学通常被认为是麦克斯韦流变学。在这里，我们调查的影响，考虑多层结构和安德拉德流变学的方式行星耗散潮汐能作为一个函数的激励频率。我们使用一个内部结构模型，它提供了结构和流变量的径向剖面来计算多层体的潮汐响应。然后，我们将结果与均匀行星的耗散进行比较。我们发现，对于纯岩石天体，可以用均匀行星的响应来近似多层行星的响应。然而，使用剪切模量和粘度的平均配置文件来计算均匀行星响应导致高估的平均耗散。我们提供了剪切模量和粘度的拟合值，以便能够再现各种类型的岩石行星的响应。然而，我们发现，如果行星有一个冰层，它的潮汐响应不能再近似为一个均匀的身体，因为非常不同的属性的冰层，这导致在更高的频率第二个耗散峰。我们还计算了外TRAPPIST-1行星（e到h）的潮汐加热剖面。
2020-10-09 astro-ph.EP
Assessing the Habitability of the TRAPPIST-1 System Using a 3D Climate Model
TRAPPIST-1系统为研究多个太阳系外类地行星及其大气层提供了一个非凡的机会。在这里，我们使用国家大气研究中心社区大气模型版本4来研究TRAPPIST-1系统中行星的可能气候和可居住性。我们假设海洋覆盖的世界，大气层由N2，CO2和H2O组成，并根据观测定义了轨道和地球物理特性。模型结果表明，内三颗行星（b、c和d）目前位于传统液态水宜居带的内缘。因此，如果水曾经存在于内行星上，它们将经历一个失控的温室效应，并将水流失到太空中，使它们今天干燥。相反，外三颗行星（f、g和h）落在宜居带的最大二氧化碳温室外缘之外。模型结果表明，尽管有高达30 bar的CO2大气，外行星也不会变暖，而是进入雪球状态。中间的行星（e）代表了TRAPPIST-1系统中目前可居住的海洋覆盖世界的最佳机会。行星e可以维持至少一些可居住的表面区域，0 - 2巴的CO2，这取决于背景N2含量。对于一个被海洋覆盖的行星e来说，在1 bar的N2和0.4 bar的CO2或1.3 bar的纯CO2大气中，可以保持接近今天的地球地面温度。
2018-03-31 astro-ph.EP
High-resolution reflection spectra for Proxima b and Trappist-1e models for ELT observations
最接近可能有宜居行星的恒星是冷M星。即将到来的地面和空间望远镜将能够搜索这些行星的大气层中的一系列化学物质。为了促进这一搜索并为即将到来的观测提供信息，我们对两颗最近的潜在宜居系外行星的高分辨率反射光谱进行了建模，这些系外行星在一系列陆地大气和表面压力下，在有氧和缺氧条件下，其宿主恒星的活动和非活动阶段：Proxima b，最接近的潜在可居住的系外行星，和Trappist-1 e，在Trappist-1的宜居带轨道上运行的三颗地球大小的行星之一。我们发现，大气的光谱特征，包括生物特征，如O2与还原气体如CH 4的氧化气氛，以及气候指标，如CO2和H2O的所有大气，显示在光谱的Proxima b和Trappist-1 e模型的吸收功能。然而，对于像氧气这样的特征，高分辨率的观测对于在行星的反射通量中识别它们至关重要。因此，这两颗行星将是未来利用计划中的超大望远镜在反射光下观测潜在类地行星的最佳目标之一。
2019-12-04 astro-ph.EP
TRAPPIST-1e Has a Large Iron Core
TRAPPIST-1系统为了解系外行星大气和内部提供了一个精致的实验室。它们之间的引力相互作用导致了凌日时间的变化，Grimm等人（2018）最近测量了行星质量，精度从5%到12%不等。使用这些质量和每个行星上<5%的半径测量值，我们应用Suissa等人（2018）中描述的方法来推断每个行星的最小和最大CRF（核心半径分数）。此外，我们修改了最大极限，以考虑到这样一个事实，即从行星b到f的轻挥发包层被排除在外。只有行星e被发现有一个非零的最小CRF的显着概率，有0.7%的误报概率，它没有核心。我们的方法还允许我们测量行星e的CRF大于（49 +/- 7）%但小于（72 +/- 2）%，这与地球的CRF是一致的。因此，TRAPPIST-1 e拥有一个类似地球的大铁核，除了与地球大小相同，位于温度带。
2018-04-26 astro-ph.EP
Predictions for Observable Atmospheres of Trappist-1 Planets from a Fully Coupled Atmosphere-Interior Evolution Model
Trappist-1行星提供了一个独特的机会来测试目前对岩石行星演化的理解。詹姆斯·韦伯太空望远镜预计将描述这些行星的大气层，可能会探测到CO $_2$、CO、H $_2$ O、CH $_4$或非生物O $_2$，这些物质来自水的光分解和随后的氢逃逸。在这里，我们将一个耦合的大气内部演化模型应用于Trappist-1行星，以预测它们的现代大气。这个模型，这是以前验证了地球和金星，连接岩浆海洋结晶温和的地球化学循环。地幔对流，岩浆释气，大气逃逸，地壳氧化，辐射对流气候模式，和深层挥发性循环明确耦合到预期的大规模大气和行星氧化还原演化超过8 Gyr。通过采用蒙特卡罗方法，采样范围广泛的初始条件和未知参数，我们对当前的Trappist-1大气进行了一些尝试性的预测。我们发现，缺氧的气氛是可能的，但不能保证，为外行星;通过氢损失产生的氧气在前主序通常是由地壳下沉消耗。相比之下，内行星上的氧气积累发生在所有模型运行的一半左右。完全的大气侵蚀是可能的，但不能保证内行星（发生在20%-50%的模型运行），而外行星保留显着的表面挥发物在几乎所有的模型模拟。对于所有保留大量大气的行星，预计CO $_2$占主导地位或CO $_2$ -O $_2$大气;水蒸气在大多数情况下不太可能是可检测的大气成分。这些预测必然有许多警告，但它们与即将到来的观测结果不一致的方式将突出类地行星知识的差距。
2022-07-09 astro-ph.EP
Airy worlds or barren rocks? On the survivability of secondary atmospheres around the TRAPPIST-1 planets
本研究利用Kompot热化学代码模拟TRAPPIST-1行星高层大气对恒星高能辐射的响应，发现这类行星的大气难以长期存续，且该结论可能适用于所有低质量M型矮星宜居带内的类地行星。
2024-01-29 astro-ph.EP
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
The Carbon-Deficient Evolution of TRAPPIST-1c
本文通过耦合排气与大气逃逸模拟研究 TRAPPIST-1c 大气演化，发现恒星风剥离不足以解释其碳缺乏，推断其形成时挥发物贫乏或早期氢逃逸损失大量 CO₂，并指出更远的 TRAPPIST-1 行星更易保留大气。
2023-11-29 astro-ph.EP
Updated Compositional Models of the TRAPPIST-1 Planets
在Unterborn等人（2018）发表了TRAPPIST-1系统的初始质量半径组成模型之后，Grimm等人（2018）更新了行星质量。我们最初采用了Wang等人的数据集，2017年报告的密度与更新值不同。观测到的密度差异改变了行星的挥发性物质含量。Grimm等人（2018年）报告TRAPPIST-1 b、d、f、g和h与<5重量%的水一致，TRAPPIST-1 c和e的内部主要是岩石。在这里，我们提出了更新的结果重新计算水的分数和潜在的替代成分使用格里姆等人，2018年弥撒总的来说，我们只能重现Grimm等人的结果，2018年的行星b，d和g有少量的水含量，如果这些行星的核心是小的（<23重量%）。我们表明，如果这些行星的核心大致地球大小（33重量%），显着的水分数高达40重量%是可能的。我们发现行星c，e，f和h可以具有0-35重量%之间的挥发性包络，这也与完全氧化和完全缺乏Fe核心一致。我们注意到，纯MgSiO $_3$行星（Fe/Mg = 0）并不是真正的最低密度端元质量半径曲线，用于确定行星含有挥发物的概率。所有岩石行星都可能含有一些铁，要么在核心，要么在地幔中氧化。我们认为，真正的低密度的氧化系统的端元，而不是一个合理的最低的Fe/Mg和完全core-less. Using这个逻辑，我们断言，行星b，d和g可能必须有显着的挥发层，因为端元行星模型产生的质量太高，即使在质…
2018-06-26 astro-ph.EP
The Implications of Thermal Hydrodynamic Atmospheric Escape on the TRAPPIST-1 Planets
本文通过纳入观测不确定性统计建模TRAPPIST-1行星的热流体动力学大气逃逸，给出各行星水损失与氧生成的概率分布，并利用当前水含量约束初始水含量，揭示内侧行星易干涸而外侧行星可保留大量水。
2024-05-03 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
Interior characterization in multiplanetary systems: TRAPPIST-1
内部表征传统上依赖于单个行星的特性，忽略了同一系统中不同行星之间的相关性。对于多行星系，行星数据通常是相关的。这是因为，微分质量和半径比绝对行星质量和半径更好地受到约束。我们探索这样的相关性和特定的多行星系统的TRAPPIST-1的数据，并研究它们的价值，我们了解行星内部。此外，我们表明，岩石内部的行星在一个多行星系可以优先探测通过研究最密集的行星代表岩石内部的类似物。我们的方法包括一个贝叶斯推断分析，使用马尔可夫链蒙特卡罗方案。我们的内部估计占预期的变化，在组成和层的核心，地幔，水海洋和冰层，以及气体信封厚度。我们的研究结果表明，（1）内部估计显着依赖于可用的丰度代理和（2）内部表征的相互依赖的行星数据的重要性是可比的数据精度的变化30%。对于TRAPPIST-1行星的内部，我们发现可能的水团质量分数一般在0- 25%之间。由于缺乏水收支与轨道周期或行星质量的明确趋势，可能的形成情景受到挑战。虽然我们的估计随着数据精度的变化相对较小，但它们主要取决于数据的准确性。如果行星质量的变化在~ 24%以内，内部将与均匀（~ 7%）或随着轨道周期（~2- 12%）增加的水团比例一致。
2018-08-06 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
Prospects for detecting the Rossiter-McLaughlin effect of Earth-like planets: the test case of TRAPPIST-1b and c
罗斯特-麦克劳克林效应是确定凌日行星的天空投影自旋轨道角（$β$）的主要方法。以最近发现的TRAPPIST-1系统为例，我们探索如何超冷矮星促进测量的自旋-轨道角地球大小的行星，通过创建一个效果，可以是一个数量级更充足的多普勒反射运动所造成的行星，如果恒星正在经历快速旋转。在TRAPPIST-1的情况下，我们预计Rossiter McLaughlin效应的半振幅为已知凌日行星的$40-50$ m/s。考虑到超冷矮星的恒星抖动，仪器噪声，并假设径向速度精度都证明和预期即将到来的近红外光谱仪，我们量化了测量行星的质量和自旋轨道角所需的观测工作。我们的结论是，如果行星系是良好的对齐，那么$β$可以测量到$\lesssim 10^{\circ}$的精度，如果摄谱仪是稳定的水平2米/秒。我们还调查了$Δβ$的措施，相互倾斜，当多个过境行星存在于系统中。最后，我们注意到，许多晚期M矮星的快速旋转速率会将罗西特-麦克劳克林信号放大到大气吸收体的色罗西特-麦克劳克林效应的变化应该可以检测到的程度。
2016-08-03 astro-ph.EP
Looking for TRAPPIST-1 external planets' emission in JWST archival data
Institut d’Astrophysique de Paris, Sorbonne Université（巴黎天体物理学研究所，索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL（光线与辐射实验室，巴黎天文台，巴黎文理研究大学）；Laboratoire de Météorologie Dynamique/IPSL（动力气象学实验室/IPSL）；Ecole Normale Supérieure（巴黎高等师范学院）；Ecole Polytechnique（巴黎综合理工学院）；Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院）；AIM, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay（天体测量学与天体物理学实验室，法国原子能委员会，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）；AURA for the European Space Agency (ESA), Space Telescope Science Institute（代表欧洲空间局的美国大学研究协会，太空望远镜科学研究所）
本研究利用JWST存档数据尝试检测TRAPPIST-1外行星的辐射，因精度不足未获结果，但提出在特定相位范围开展约60小时连续观测可达成目标。
2026-08-20 astro-ph.EP
Distinguishing between wet and dry atmospheres of TRAPPIST-1 e and f
附近的TRAPPIST-1行星系统是描述类地行星大气的一个令人兴奋的目标。行星e、f和g位于环绕恒星的宜居带，它们的表面可以维持液态水。然而，在TRAPPIST-1扩展的前主序阶段，行星可能经历了极度的水分流失，导致地幔干燥。海洋的存在或不存在是具有挑战性的，以确定与当前和下一代望远镜。因此，我们调查是否可以从行星大气的观测推断出海洋和/或生物圈的间接证据。我们介绍了一个新开发的光化学模式的行星大气，耦合到辐射对流模式，并验证它对现代地球，金星和火星。耦合模型适用于TRAPPIST-1行星e和f，假设不同的表面条件和大气中CO $_2$的变化量。作为模型的输入，我们使用了一个构建的TRAPPIST-1光谱，基于从X射线到光波长的几乎同时的数据。我们计算了行星大气的无云透射光谱，并使用极大望远镜（ELT）和詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）确定分子特征的可探测性。我们发现，在一定条件下，生物圈和/或海洋的存在或不存在可以推断，结合30过境观测ELT和JWST内的K波段。未检测到CO可能表明海洋的存在，而显著的CH $_4$暗示生物圈的存在。
2020-06-19 astro-ph.EP
Reconnaissance of the TRAPPIST-1 exoplanet system in the Lyman-$α$ line
TRAPPIST-1系统提供了一个机会来描述围绕附近超冷矮星运行的可能适合居住的类地行星。我们用哈勃太空望远镜上的太空望远镜成像光谱仪进行了四轨道侦察，以研究Lyman- $α$的恒星发射，评估两颗内行星周围氢系外球的存在，并确定它们的紫外辐射。我们探测到TRAPPIST-1的莱曼- $α$线，使其成为测量到这条线的最冷的系外行星宿主恒星。我们重建的内在线的轮廓，表明它缺乏广泛的翅膀，是比预期的恒星X射线发射微弱得多。TRAPPIST-1具有与Proxima Cen相似的X射线发射，但Ly- $α$发射低得多。这表明TRAPPIST-1色球层与其过渡区和日冕相比只有适度的活性。我们估计了所有行星的大气质量损失率，发现尽管有适度的极端紫外线辐射，但总的XUV辐射足以在数十亿年内剥离内行星的大气层。我们检测到的TRAPPIST-1b和c过境，这可能源于恒星活动的时间，但也可能暗示在扩展氢外太空的存在下，边际通量减少。了解这些莱曼- $α$变化的起源对于评估TRAPPIST-1行星的大气稳定性和潜在的可居住性至关重要。
2017-02-22 astro-ph.EP
Coupled Photochemical-Climate Modeling of Plausible Tenuous Outgassed Atmospheres on the TRAPPIST-1 Planets
University of Washington（华盛顿大学）；SETI Institute（SETI研究所）；Eastern Wyoming College（东怀俄明学院）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Laboratory for Atmosphere and Space Physics（大气与空间物理实验室）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
本文通过耦合光化学-气候模型，研究TRAPPIST-1行星上稀薄大气的可能性，发现其大气压力范围在10^-4至1巴之间，部分行星可能存在适宜生命存在的环境。
2026-05-13 astro-ph.EP
Habitable worlds with JWST: transit spectroscopy of the TRAPPIST-1 system?
最近在附近的一颗冷恒星TRAPPIST-1周围发现了三颗地球大小的、可能适合居住的行星，这为即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）提供了三个关键目标。根据它们的大气特征和精确的轨道配置，这三颗行星中的任何一颗都有可能处于液态水宜居带，这意味着它们可能有能力支持生命。我们发现，如果JWST观测到最内侧行星1b的60次凌日和1c和1d的30次凌日，那么现在地球上的臭氧水平（如果存在的话）将是可以检测到的。
2016-06-07 astro-ph.EP
