A single power law for the TRAPPIST-1 flare distribution across four orders of magnitude in energy
Max Planck Institute for Solar System Research（马克斯·普朗克太阳系统研究所）；University of Graz（格拉茨大学）；The University of Arizona（亚利桑那大学）；Laboratory for Atmospheric and Space Physics, University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室）；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学与空间研究学院）；University of Graz, Kanzelhöhe Observatory for solar and Environmental Research（格拉茨大学坎泽尔霍厄太阳能与环境研究天文台）；Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes, Université de Montréal（蒙特利尔大学特罗蒂耶系外行星研究所）
本文通过联合分析JWST和KEPLER数据，发现TRAPPIST-1的耀斑频率分布遵循单一幂律，为理解其行星辐射历史和大气化学提供了关键数据。
2026-05-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
TRAPPIST: a robotic telescope dedicated to the study of planetary systems
我们在这里介绍一个新的机器人望远镜称为TRAPPIST（TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope）。TRAPPIST配备了高质量的CCD相机，安装在0.6米的轻型光学管上，于2010年4月安装在ESO La Silla天文台（智利），现在正在开始其科学计划。TRAPPIST的科学目标是通过两种方法研究行星系：探测和研究系外行星以及研究彗星。我们在这里描述的项目目标，硬件，我们提出了一些在调试阶段获得的第一批成果。
2011-01-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Characterizing the Near-infrared Spectra of Flares from TRAPPIST-1 During JWST Transit Spectroscopy Observations
本研究首次利用JWST近红外光谱分析TRAPPIST-1行星凌星期间的恒星耀斑，表征了耀斑的谱线与连续谱特征，测得耀斑发生率高于此前预测，并验证了耀斑污染缓解的有效性，为受耀斑影响的凌星观测用于系外行星大气表征提供了依据。
2023-10-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
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
Differentiating Modern and Prebiotic Earth Scenarios for TRAPPIST-1e: High-resolution Transmission Spectra and Predictions for JWST
TRAPPIST-1系统是地球系外行星定性的优先目标。TRAPPIST-1 e位于可居住区，将在JWST GTO计划期间进行观测。在这里，我们评估了通过透射光谱区分TRAPPIST-1 e的前生物和现代地球情景的前景。使用更新的TRAPPIST-1恒星模型从Mega-MUSCLES调查，我们计算自洽的模型大气为1巴的前生物地球的情况下，两个现代地球的情况下（1和0.5巴侵蚀大气）。我们的现代和益生元高分辨率透射光谱（0.4 - 20 $μ$ m，$R \sim$ 100，000）可在线获得。我们进行了贝叶斯大气检索分析，以确定分子的可探测性，丰度测量，和温度的限制，实现这两种情况下与JWST。我们证明，JWST可以区分我们的前生物和现代地球的情况下，在20个NIRSpec棱镜过境通过CH $_4$丰度测量。然而，JWST将很难在标称任务寿命（5年内$\sim$ 80次过境）内以$> 2\,σ$的置信度为我们的现代地球场景检测O $_3$。N-$_2$ O和/或O-$_3$的不可知组合提供了更好的前景，具有预测的检测显著性$2.7\,σ$与100个棱镜过境。我们表明，结合MIRI LRS过境与棱镜数据提供了很少的改善大气的限制相比，观察额外的棱镜过境。尽管用JWST检测TRAPPIST-1 e的生物特征具有挑战性，但在20 Prism transition JWST程序中，可以测量几…
2021-05-21 astro-ph.EP
A hot Uranus transiting the nearby M dwarf GJ3470. Detected with HARPS velocimetry. Captured in transit with TRAPPIST photometry
本文报道了GJ 3470 b的发现，它是一颗质量为m_p = 14.0 ± 1.8 Mearth，半径为R_p = 4.2 ± 0.6 Rearth，周期为P=3.3371 ± 0.0002天的凌日热天王星。它的主星是一颗质量M_s=0.54 ± 0.07 Msol，半径R_s=0.50 ± 0.06 Rsol的M1.5矮星（d=25.2 ± 2.9pc）。这一发现源于HARPS的径向速度运动，该运动专注于寻找绕M矮星运行的短周期行星。一旦行星被发现，凌日搜索窗口缩小到轨道周期的10%左右，TRAPPIST就开始了测光搜索，并很快发现了行星的入口。TRAPPIST，EulerCam和NITES的额外观测明确证实了GJ 3470 b的过境性质，并允许确定其真实质量和半径。这颗恒星的可见光或红外线亮度（V=12.3，K=8.0等），加上巨大的食深D=0.57+-0.05%，使GJ 3470 b成为最适合后续表征的行星之一。
2012-06-22 astro-ph.EP
Detecting atmospheres in the presence of stellar contamination: an empirically calibrated framework applied to four JWST/NIRSpec PRISM transits of TRAPPIST-1c
DTU Space, Technical University of Denmark（丹麦技术大学空间研究所）
针对恒星污染主导的透射光谱，提出联合高斯过程与共享大气模型的框架，经校准后应用于TRAPPIST-1c，无偏恢复CO2信号，排除厚CO2及富CO2氮气大气，并量化检测阈值随凌星次数的缩放。
2026-09-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Early 2017 observations of TRAPPIST-1 with $\textit{Spitzer}$
最近发现的TRAPPIST-1行星系，其七颗行星过境附近的超冷矮星，提供了第一个机会，执行温带地球大小的世界比较系外行星学。为了进一步加深我们对这些行星的组成、能量收支和动力学的理解，我们正在用$\textit{Spitzer Space Telescope}$对它们的凌日进行密集的光度监测。在这种情况下，我们在2017年2月和3月用$\textit{Spitzer}$ /IRAC观测到了60颗TRAPPIST-1行星的新凌日。我们将这些观测结果与先前发表的$\textit{Spitzer}$凌日光度法相结合，并对由此产生的广泛数据集进行全球分析。该分析改进了凌日参数，并使用恒星的最新属性为行星的物理参数提供了修订值，特别是它们的半径。作为我们研究的一部分，我们还测量了精确的凌日时间，这些时间将用于一篇配套论文中，以使用凌日时间变化方法来细化行星的质量和成分。TRAPPIST-1在IRAC 4.5- $μ$ m波段显示出非常低水平的低频变异性，在123秒的节奏下，光度RMS仅为0.11 $\%$。我们没有检测到任何证据的（准）周期性信号有关的恒星旋转。我们还单独分析了凌日光变曲线，以寻找每个行星的凌日参数由于恒星变化而可能发生的变化，并发现行星的$\textit{Spitzer}$凌日大多不受恒星变化的影响。这些结果对于即将使用$\textit{James Webb Space T…
2018-01-08 astro-ph.EP
On the impact of tides on the transit-timing fits to the TRAPPIST-1 system
过境时间变化，或TTV，可以是一个非常有效的方式来约束质量和偏心率的多行星系统。最近对TRAPPIST-1的TTV的测量导致了对行星质量的估计，从而能够估计它们的密度。最近的TTV分析使用了过去两年获得的数据，TRAPPIST-1b和c的质量分别增加了34%和13%。在迄今为止的大多数研究中，牛顿的N体模型被用来拟合行星的质量，而有时广义相对论也被考虑在内。使用Posidonius N-体代码，我们表明，在TRAPPIST-1系统的情况下，非牛顿效应也可能与正确模拟系统的动态和由此产生的TTV有关。特别是，使用潮汐勒夫数$k_2$（说明潮汐变形）和流体勒夫数$k_{2f}$（说明旋转变平）的标准值会导致TRAPPIST-1b和c的TTV差异，类似于广义相对论导致的差异。我们还表明，放松潮汐勒夫数$k_2$和流体勒夫数$k_{2f}$的值可以导致TTV的差异高达几十秒的$3-4$ -年的时间尺度上，这是一个潜在的可观察的水平。对于具有液态海洋的行星来说，达到TTV可观测水平所需的高洛夫数值可以实现，如果检测到，那么可能会被解释为TRAPPIST-1b和TRAPPIST-1c可能有液态岩浆海洋的迹象。对于TRAPPIST-1和类似的系统，拟合TTV的模型应该潜在地考虑广义相对论、行星的潮汐变形、行星的旋转变形，以及在较小程度上的恒星的旋转变形，在TRAPPIST-1的情况下，这将增加7…
2020-02-05 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
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
Updated forecast for TRAPPIST-1 times of transit for all seven exoplanets incorporating JWST data
本研究利用五个 JWST 项目的 23 项近红外凌星计时，更新 TRAPPIST-1 七颗行星的未来凌星预报，显著修正 TRAPPIST-1h 的时间漂移并将不确定度降至 7–105 秒。
2024-09-18 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
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
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
JWST TRAPPIST-1 e/b Program: Motivation and first observations
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Cornell University（康奈尔大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；JHU Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；University of St Andrews（圣安德鲁斯大学）；University of Washington（华盛顿大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Washington University, St. Louis（华盛顿大学（圣路易斯））；Catholic University of America（美利坚天主教大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；MIT（麻省理工学院）；University of Bristol（布里斯托大学）
JWST TRAPPIST-1 e/b计划通过利用TRAPPIST-1 b的近距离凌日观测，尝试独立修正恒星污染以检测TRAPPIST-1 e是否存在类地大气层。
2025-12-08 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
TRAPPIST-1: Dynamical analysis of the transit-timing variations and origin of the resonant chain
我们分析的解决方案，从最近发表的后验分布的TRAPPIST-1系统，其中包括七个地球大小的行星似乎是在一个共振链周围的红矮星。我们发现，所有的行星同时在两个行星和三个行星的共振，除了最里面的一对两个行星的共振角循环。通过频率分析，我们强调，过境定时变化（TTV）信号具有一系列的共同周期从几天到几十年不等，这也是目前在系统的动力学变量的变化。较短的周期（例如，TTV特征时间尺度为1.3年）与两行星平均运动共振有关，而更长的周期则来自三行星共振。通过使用$N$体模拟迁移力，我们探索的起源TRAPPIST-1的共振链，并发现，对于特定的光盘条件下，一个链的共振-类似于所观察到的-可以形成准确地再现所观察到的TTV。我们的分析表明，虽然4年收集的观测数据包含了关于两行星共振动力学的关键信息，但对TRAPPIST-1的进一步监测将很快提供三体共振的特征，特别是目前最佳拟合解所预期的3.3和5.1年周期。DVDs观测将有助于评估最里面的一对行星是否确实共振（其接近8：5共振的解释具有挑战性），因此对形成情景提供了额外的限制。
2022-02-10 astro-ph.EP
Evidence for Spin-orbit Alignment in the TRAPPIST-1 System
为了测量TRAPPIST-1系统的罗西特-麦克劳克林效应，我们在行星e，f和b的凌日期间进行了高分辨率光谱分析。光谱是用斯巴鲁8.2米望远镜上的红多普勒摄谱仪获得的，并补充了用拉斯坎布雷斯天文台全球望远镜的1米望远镜获得的同步测光。通过分析异常的径向速度，我们发现，在假设这三颗行星有共面轨道的情况下，投影的恒星相似度为$λ=1\pm 28$度，尽管我们警告径向速度数据显示出未知来源的相关噪声。我们还为恒星吸收线的预期变形寻找证据，从而探测到行星b的“多普勒阴影”，误报概率为$1.7\,\%$。对观测到的包括三次凌日的残差互相关图进行联合分析，给出了$λ=19_{-15}^{+13}$度。这些结果表明，TRAPPIST-1恒星与行星的共同轨道平面并没有严重的错位，尽管鼓励进一步的观测来验证这一结论。
2020-02-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
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 Isotopic and Elemental Abundances of Planet-Host Star TRAPPIST-1
Leiden Observatory, Leiden University（莱顿天文台，莱顿大学）；Department of Physics and Astronomy, University of Kansas（堪萨斯大学物理与天文学系）；Department of Physics and Astronomy, University of New Mexico（新墨西哥大学物理与天文学系）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Department of Earth Sciences, University of Hawai’i at Mānoa（夏威夷大学马诺阿分校地球科学系）；INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio（意大利国家天体物理研究所空间科学与天体物理观测台）
本研究通过分析TRAPPIST-1的近红外高分辨率光谱，首次测定其碳氧比、碳及氧同位素比等关键化学丰度，发现其丰度总体类太阳但¹²C/¹³C略高于太阳。
2026-10-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Atmospheric Reconnaissance of TRAPPIST-1 f with JWST NIRISS SOSS: No Evidence for the Transit Light Source Effect
Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes, Département de Physique, Université de Montréal（蒙特利尔大学特罗蒂尔系外行星研究所物理系）；Department of Astronomy, University of Michigan（密歇根大学天文学系）
本研究利用JWST NIRISS SOSS获取TRAPPIST-1 f的凌星光谱，未发现未被掩蔽恒星表面不均匀性的污染证据，排除了其表面压力高于约20毫巴的氢/氦主导大气。
2026-09-02 astro-ph.EP
Inward Migration of the TRAPPIST-1 Planets as Inferred From Their Water-Rich Compositions
多行星系统为探索系外行星的组成、形成历史和潜在的可居住性提供了理想的实验室。对于TRAPPIST-1行星，行星半径是从凌日很好地建立起来的（Gillon等人，2016年，Gillon等人，2017），合理的质量估计来自过境时间变化（Gillon等人，2017年，Wang等人，2017）和动态建模（Quarles等人，2017年）。TRAPPIST-1行星的低体积密度需要大量的挥发性物质。在这里，我们使用质量半径组成模型，TRAPPIST-1f和g可能含有大量的（$\geq50$重量\%）水/冰，b和c是显着干燥（$\leq15$重量\%）。我们提出这种梯度的水团分数意味着行星f和g形成的原始雪线外，而b和c形成的内部。我们发现，与我们太阳系中也在雪线内形成的行星相比，TRAPPIST-1b和c含有数百个海洋的水。我们证明了TRAPPIST-1系统中迁移的程度和时间尺度取决于行星形成的速度和原始雪线的相对位置。这项工作为理解我们太阳系的原行星盘与M矮星之间的差异提供了一个框架。我们的研究结果提供了关键的见解，不稳定的预算，行星形成的时间尺度，以及银河系中最常见的行星宿主的迁移历史。
2018-02-06 astro-ph.EP
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
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
On the Effectiveness of the Planetary Infrared Excess (PIE) Technique to Retrieve the Parameters of Multiplanet Systems around M dwarfs: A Case Study on the TRAPPIST-1 System
本文以TRAPPIST-1为试验台评估PIE技术，表明其可推断多行星存在并在强轨道先验下约束行星温度，但半长轴反演受限。
2023-09-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
Overestimated Pressure Broadening Misleads Model Spectra in Cool M Dwarf Stars
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；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）
本研究发现压力展宽假设对冷矮星光谱模型有显著影响，表明现有预设不适用于低质量恒星，需重新评估压力展宽处理以提高模型准确性。
2026-01-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
The 0.8-4.5$μ$m broadband transmission spectra of TRAPPIST-1 planets
TRAPPIST-1行星系为即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）提供了一个特殊的机会，可以对温带类地系外行星进行大气特征描述。评估恒星污染对行星凌日透射光谱的潜在影响是这一特征描述的一个重要先决步骤。行星凌日本身可以用来扫描恒星光球层，并通过凌日深度在时间和波长上的变化来限制其异质性。在这种情况下，我们提出了我们的分析169过境观察到的光学从空间与K2和从地面与SPECULOOS和利物浦望远镜。结合我们测量的凌日深度与文献结果收集在中/近红外与斯皮策/IRAC和HST/WFC 3，我们构建的宽带透射光谱的TRAPPIST-1行星在0.8-4.5 $μ$ m的光谱范围。虽然行星b、d和f的光谱在200- 300 ppm的水平上显示出一些结构，但其他四颗行星在全球范围内都是平坦的。即使我们不能放弃它们的仪器来源，两种情况似乎是有利的数据：恒星光球由几个高纬度的巨大（冷）点，或者，由几个小而热（3500- 4000 K）光斑。在这两种情况下，过境传输光谱的恒星污染预计不会像最近的论文中预测的那样引人注目。然而，根据我们的研究结果，在某些波长下，恒星污染仍然可以与行星大气信号相当或更高。因此，理解和纠正恒星不均匀性的影响似乎是必不可少的准备TRAPPIST-1的探索与JWST。
2018-10-22 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
Impact of Clouds and Hazes on the Simulated JWST Transmission Spectra of Habitable Zone Planets in the TRAPPIST-1 System
TRAPPIST-1系统由一颗超冷的主恒星组成，拥有七颗已知的地球大小的行星，将成为JWST大气特征描述的主要目标。然而，大气分子种类的可探测性可能受到云和/或霾的存在的严重影响。在这项工作中，我们进行3-D的大气环流模式（GCM）模拟与LMD通用模式补充1-D的光化学模拟在终止与大气模型模拟几种可能的大气TRAPPIST-1 e，1f和1g：1）现代地球，2）太古代地球，和3）CO2丰富的大气。JWST合成凌日光谱是使用GSFC行星光谱发生器（PSG）计算的。我们发现，TRAPPIST-1 e，1f和1g的大气，云和/或霾，可以检测到使用JWST的NIRSpec棱镜从CO2吸收线在4.3微米在小于15个过境在3西格玛或小于35过境在5西格玛。然而，我们的分析表明，其他气体需要数百（或数千）次凌日才能被检测到。我们还发现，H2O，主要局限于低层大气中，是非常具有挑战性的检测这些行星或类似的系统，如果行星的大气不是在一个潮湿的温室状态。这一结果表明，使用大气环流模型，自洽地考虑到云和欠饱和的影响，对于评估有关大气分子的可探测性以及以一种更全面的（因而更可靠和更相关的）办法解释未来的探测至关重要。
2019-11-19 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
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
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
Detectability of Molecular Signatures on TRAPPIST-1e through Transmission Spectroscopy Simulated for Future Space-Based Observatories
发现类地行星，地球大小的系外行星，位于其宿主恒星的宜居带（HZ）内，继续以越来越快的速度发生。凌日光谱学有可能探测到来自这些世界的分子特征，提供大气层存在及其化学成分的指示，包括可能指示生物圈的气体。这类环绕M矮星的行星--如TRAPPIST-1 --提供了相对较好的信号，高信噪比，以及频繁的凌日现象。然而，即使有这些优势，在附近M星的HZ中的类地行星的凌日光谱仍然是一个挑战。在这里，我们研究了未来空间观测站进行此类观测的潜力，使用全球气候模型（GCM），光化学模型和辐射转移套件来模拟TRAPPIST-1 e上的现代地球大气边界条件。通过透射光谱在这样的大气中的生物特征的可检测性建模为JWST，LUVOIR，HabEx，和起源。我们表明，对于任何这些天文台，只有CO2将是可检测的3西格玛水平的透射光谱，当云包括在我们的模拟。这是因为云对尺度高度的影响强烈限制了大气中分子的可探测性。为了克服这些困难，空间和地面光谱学之间的协同作用可能至关重要。
2020-07-15 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
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
A combined transmission spectrum of the Earth-sized exoplanets TRAPPIST-1 b and c
最近在附近的超冷矮星TRAPPIST-1的宜居带附近发现了三颗地球大小的系外行星。这些行星的性质尚未确定，因为它们的质量仍然无法测量，并且没有观测约束可用于超冷矮星周围的行星群，其中TRAPPIST-1行星是第一个凌日的例子。理论预测涵盖了从耗尽到扩展的氢主导大气的整个大气范围。在这里，我们报告了对两颗内行星的组合透射光谱的天基测量，这两颗内行星在2016年5月4日同时过境的有利对齐使其成为可能。在10- $σ$层，缺乏组合光谱的特征排除了每颗行星以氢为主的无云大气;因此，TRAPPIST-1 b和c不太可能拥有扩展的气体包层，因为它们位于参数空间的区域，预计高空云/霾的形成对氢为主的大气并不重要。许多密度更大的大气层仍然与无特征的透射光谱保持一致-从无云的水蒸气大气层到金星大气层。
2016-06-03 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
The Near-Infrared Transmission Spectra of TRAPPIST-1 Planets b, c, d, e, f, and g and Stellar Contamination in Multi-Epoch Transit Spectra
\object{TRAPPIST-1}系统中的七颗大约地球大小的凌日行星为探索同一系统中的宜居带和非宜居带小行星提供了独特的机会。它的可居住区系外行星-由于其有利的过境深度-也是哈勃太空望远镜（HST）和詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）可以达到的大气透射光谱的世界。我们在这里提出了一个独立的减少和分析的两个\textit{HST}宽视场相机3（WFC 3）近红外凌日光谱数据集的六个行星（b到g）。利用我们的物理动机的探测器电荷陷阱校正和自定义宇宙射线校正例程，我们确认的一般形状的透射光谱所提出的\textbf{\citet{deWit2016, deWit2018}}。我们的数据减少方法导致可用数据增加25%，并降低了混淆天体物理亮度变化的风险（例如，耀斑）与仪器系统学。在任何一颗行星的透射光谱中都没有发现明显的吸收特征;相反，行星的组合光谱显示出大约1.4\，$\micron$类似于倒置的水吸收特征。包括过境深度\textit{K2}，SPECULOOS-South天文台，和\textit{Spitzer}，我们发现，完整的透射光谱是完全一致的恒星污染，由于过境光源效应。这些光谱演示了恒星污染如何压倒行星吸收功能，在低分辨率的系外行星过境光谱获得的\textit{HST}和\textit{JWST}，也突出了挑战，结合多时代的观测行星周围快速旋转的斑点恒星。
2018-08-31 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
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
