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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Non-detection of Contamination by Stellar Activity in the Spitzer Transit Light Curves of TRAPPIST-1
我们应用Morris等人（2018）的凌日光变曲线自污染技术，利用2018年Spitzer测光来寻找恒星活动对超冷矮星TRAPPIST-1凌日的影响。自污染方法适合的过境光变曲线的行星轨道上发现的恒星，允许宿主恒星是一个污染源的积极或消极的流量，影响过境深度，但不是入口/出口的持续时间。我们发现，没有一颗行星显示出统计上显著的证据，表明恒星光球层明亮或黑暗区域的自污染。然而，我们表明，小规模的磁活动，类似于最小的太阳黑子的大小，仍然可以潜伏在过境测光未被发现。
2018-08-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Global Analysis of the TRAPPIST Ultra-Cool Dwarf Transit Survey
我们对TRAPPIST超冷矮星过境调查进行了全球分析-这是2011年至2017年在智利使用TRAPPIST-South机器人望远镜进行的SPECULOOS过境搜索的原型-以估计近距离行星的发生率，如TRAPPIST-1b轨道超冷矮星。为此，从原始图像开始，以自洽和全自动的方式重新分析了附近40个超冷矮星的光度数据。专门为此任务开发的管道生成差分光变曲线，消除非行星光度特征和恒星变化，并搜索凌日。它识别TRAPPIST-1b和TRAPPIST-1c的过境，而无需任何人为干预。为了测试管道和类似调查的潜在输出，我们在逐星的基础上将行星凌日注入光变曲线，并测试管道是否能够检测到它们。所达到的光度精度使我们能够识别出地球大小的行星，这些行星绕着超冷矮星运行，并通过注入测试进行了验证。我们的行星注入模拟进一步表明，半径在1至1.3 $R_\oplus$之间、轨道周期在1.4至1.8天之间的类似TRAPPIST-1b的行星出现率的下限为10%。
2020-07-14 astro-ph.EP astro-ph.IM 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
Evolved Climates and Observational Discriminants for the TRAPPIST-1 Planetary System
TRAPPIST-1行星系为利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）和地面观测站研究类地系外行星演化提供了前所未有的机会。由于M矮行星可能经历极端的挥发性损失，TRAPPIST-1行星可能具有高度进化的，可能不适合居住的大气层。我们使用了一个多功能的，一维地球-行星气候模型与逐行辐射转移和混合长度对流（VPL气候）耦合到地球光化学模型来模拟TRAPPIST-1行星的环境状态。我们提出了平衡气候与自洽的大气成分，和观测判别后失控，干燥，10-100巴O2和CO2为主的大气，包括内部除气，以及富水的组合物。我们的模拟显示了一系列的地面温度，其中大部分是不适合居住的，虽然一个水行星TRAPPIST-1 e可以保持一个温和的表面给地球一样的地质放气和二氧化碳。我们发现，一个干燥的TRAPPIST-1 h可能会产生可居住的地面温度超过最大温室距离。这些大气在透射和发射光谱中的潜在观测判别因素受到光化学过程和气溶胶形成的影响，包括碰撞引起的氧吸收（O2-O2），以及O3，CO，SO2，H2O和CH 4吸收特征，其过境信号高达200 ppm。我们模拟的透射光谱与K2、HST和斯皮策对TRAPPIST-1行星的观测结果一致。对于几个陆地大气成分，我们发现TRAPPIST-1 b是不可能产生气溶胶。这些结果可以为TRAPPIST-1系统和其他M矮类地行星类地行星的JWST观测计划和数据解释提供信息。
2018-09-20 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
Simulating Radial Velocity Observations of Trappist-1 with SPIRou
我们模拟了TRAPPIST-1系统的径向速度（RV）后续行动，该系统是M矮星的忠实代表，它将在未来几个月内与SPIRou一起观察凌日地球大小的系外行星。我们生成一个RV曲线包含7个过境TRAPPIST-1行星的签名和一个现实的恒星活动曲线统计上与K2任务获得的光变曲线兼容。我们发现一个+/-5米/秒的恒星活动信号与行星信号的振幅相当。使用各种采样方案和白噪声水平，我们创建时间序列，从中估计7颗行星的质量。我们发现，行星c、f和e的白噪声水平和行星b、d和h的恒星活动度信号决定了质量估计的精度。特别是，活动信号完全超过了行星d和h的RV特征，无论RV曲线采样和数据集中的白噪声水平如何，这些特征都未被检测到。我们发现，单独使用SPIRou对TRAPPIST-1进行RV跟踪可能会导致对恒星快速演变的活动信号的覆盖不足，特别是仅使用亮时观测，使得高斯过程回归等统计方法几乎无法可靠地检测行星f并准确恢复行星g的质量。相比之下，我们表明，使用具有良好的纵向互补性的双站点观测将允许更准确地过滤恒星活动RV信号。
2019-07-12 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
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
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
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
Five transiting hot Jupiters discovered using WASP-South, Euler and TRAPPIST: WASP-119 b, WASP-124 b, WASP-126 b, WASP-129 b and WASP-133 b
我们已经使用测光从WASP-南仪器，以确定5颗恒星显示行星一样的过渡，在他们的光变曲线。这些恒星的伴星的行星性质已经通过使用瑞士欧拉1.2米望远镜和TRAPPIST望远镜上的EulerCam仪器的测光以及CORALIE摄谱仪获得的光谱学得到证实。发现的行星是热木星系统，轨道周期在2.17到5.75天之间，质量从0.3 M $_{\rm Jup}$到1.2 M $_{\rm Jup}$，半径从1 R $_{\rm Jup}$到1.5 R $_{\rm Jup}$。这些行星围绕明亮的恒星（V = 11-13）运行，其光谱型在F9到G4之间。WASP-126是这个样本中最明亮的行星系，拥有一颗半径大的低质量行星（0.3 M $_{\rm Jup}$，0.95 R $_{\rm Jup}$），使其成为透射光谱学的良好目标。WASP-129 A的高密度表明它是一颗类似于HAT-P-11 A的富氦恒星。WASP-133与其他古老的G型恒星，特别是其他行星宿主恒星相比，具有更高的表面锂丰度。这些行星系是利用地面和空间设施进行后续观测以研究其大气和动力特性的良好目标。
2016-04-27 astro-ph.EP
The Transit Light Source Effect: False Spectral Features and Incorrect Densities for M-dwarf Transiting Planets
透射光谱是利用恒星照明探测过境系外行星大气的差分测量。由于星斑和光斑而引起的照明光源和圆盘积分恒星光谱之间的任何光谱差异将被印刻在观测到的透射光谱中。然而，在M矮星的光球不均匀性的程度存在一些限制。在这里，我们的模型斑点和光斑覆盖分数与观测到的光度变化M矮星和相关的0.3-5.5 $μ$ m恒星污染光谱。我们发现，大范围的斑点和光斑覆盖分数是一致的观测和校正假设的变化幅度和覆盖分数之间的线性关系，通常低估了恒星污染。使用现实的估计斑点和光斑覆盖分数，我们发现恒星污染可以超过$10 \times$大于过境深度变化预期的大气特征在岩石系外行星。我们还发现，恒星光谱污染会导致半径的系统误差，从而推导出小行星的密度。在TRAPPIST-1系统的情况下，我们表明，TRAPPIST-1的旋转变化是一致的斑点覆盖分数$f_{spot} = 8^{+18}_{-7}\%$和光斑覆盖分数$f_{fac} = 54^{+16}_{-46}\%$。相关的恒星污染信号改变了TRAPPIST-1行星在行星大气物种感兴趣的波长处的过境深度，大约是行星特征强度的1-15 $\times$，这大大复杂了对该系统的$JWST$后续观测。同样，我们发现恒星污染会导致低估的体积密度的TRAPPIST-1行星的$Δ(ρ) = -3^{+3}_{-8} \%$，从而导致高估其挥发性的内容。
2018-01-24 astro-ph.EP
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
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
Non-detection of Helium in the upper atmospheres of TRAPPIST-1b, e and f
我们使用两台高色散近红外光谱仪，斯巴鲁8.2米望远镜上的IRD仪器和10米Hobby-Eberly望远镜上的HPF仪器，获得了超冷M矮星TRAPPIST-1在其行星'b'凌日期间的高分辨率光谱。这些光谱观测得到了使用APO/ARCTIC对行星`b'进行的光度凌日观测的补充，这有助于我们为凌日光谱捕获正确的凌日时间。利用新的IRD和HPF观测获得的数据，以及先前IRD对行星‘b’、‘e’和‘f’的凌日观测，我们试图利用He I三重态10830 π吸收线来约束行星的大气逃逸。我们没有在这三颗行星上探测到任何原始扩展H-He大气层的证据。为了限制任何与行星相关的吸收，我们对行星“b”的等效宽度设定了上限，即在IRD数据的95%置信度下，小于7.754 m3/h，行星“e”的等效宽度小于10.458 m3/h，行星“f”的等效宽度小于4.143 m3/h，而在HPF数据的95%置信度下，行星“b”的等效宽度小于3.467 m3/h。使用这些限制，随着太阳的成分等温帕克风模型，我们试图约束三个行星的质量损失率。对于TRAPPIST-1b，我们的模型排除了风温<5000 K的最高可能的能量限制率。在所有三颗行星中没有探测到具有低平均分子量的扩展大气层有助于通过将焦点转向在其大气层中寻找高分子量物质来进一步限制其大气组成。
2021-06-21 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
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 reconnaissance of the habitable-zone Earth-sized planets orbiting TRAPPIST-1
七颗适宜于大气研究的温带地球大小的系外行星穿过附近的超冷矮星TRAPPIST-1（参考文献1，2）。它们的大气状态是未知的，可能从扩展的原始氢为主的耗尽大气（参考文献3-6）。特别是氢是一种强大的温室气体，可能会阻止内行星的可居住性，同时使外行星的可居住性成为可能（参考文献6-8）。一个主要由氢组成的大气层，如果没有云的话，应该会在凌日期间产生明显的近红外光谱特征。对最内层行星的观测已经排除了这种特征（参考文献9）。然而，最外层的行星更有可能维持着这样一个类似海王星的大气层（参考文献10，11）。在这里，我们报告了在系统的宜居带内或附近的四颗行星的观测结果，行星表面可能存在液态水的星周区域（参考文献12-14）。这些行星在近红外波段也没有表现出明显的光谱特征，这排除了TRAPPIST-1 d、e和f的无云氢主导大气，其显著性分别为8、6和4 sigma。这样的大气层并不排除在行星g之外。由于高海拔的云和霾是不预期在氢占主导地位的大气层中的行星与这样的太阳辐射（参考文献15，16），这些观察进一步支持他们的陆地和潜在的可居住的性质。
2018-02-06 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
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
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
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
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
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
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
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
Strong XUV irradiation of the Earth-sized exoplanets orbiting the ultracool dwarf TRAPPIST-1
我们提出了一个XMM牛顿X射线观测的TRAPPIST-1，这是一个超冷矮星最近发现的主机三个过境和温带地球大小的行星。我们发现这颗恒星是一个相对较强和可变的日冕X射线源，其X射线光度与安静的太阳相似，尽管它的热光度要低得多。我们发现L_x/L_bol=2- 4x 10 ^-4，总的XUV辐射在L_xuv/L_bol=6- 9 x10 ^-4的范围内，行星的XUV辐射比现在的地球强许多倍。使用一个简单的能量有限的模型，我们表明，相对接近地球大小的行星，跨越经典的宜居带的恒星，受到足够的X射线和EUV照射显着改变其主要和任何二级大气。了解这种高能辐射是否使行星更适合或更不适合居住是一个复杂的问题，但我们测量的通量将是必要的大气演化模型的重要输入。
2016-12-14 astro-ph.EP
