2025年11月24日，亞利桑那大學發布的報告悄悄平息了自9月以來席捲全球的關於TRAPPIST-1e是否擁有大氣層的討論。儘管人們普遍認為甲烷是生命存在的標誌，這很容易理解，但這份報告提出了一個根本性的問題：我們真的能斷言這是來自行星大氣層的信號嗎？
TRAPPIST-1是一顆超冷的紅矮星，距離地球約39光年，擁有七顆類地行星。其中，TRAPPIST-1e位於宜居帶，因其表面可能存在液態水而備受關注。
美國太空總署詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (JWST) 的四次凌日光譜觀測顯示，TRAPPIST-1e 中存在甲烷訊號，但亞利桑那大學的 Sukrit Ranjan 及其同事指出，這種甲烷很可能來自 TRAPPIST-1 恆星的分子吸收，而不是來自行星大氣層。
研究團隊利用數值模擬測試了 TRAPPIST-1e 擁有類似土衛六泰坦富含甲烷的大氣層的幾種情景，得出結論認為這種大氣模型在現實中不太可能成立，但並沒有得出 TRAPPIST-1e 完全沒有大氣層的結論。
為了消除這種不確定性，研究人員正在探索新的分析方法，例如「雙凌日」觀測。在這種觀測中，TRAPPIST-1e 和已被證實沒有大氣層的內行星 TRAPPIST-1b 將同時凌日。此外，NASA 計劃於 2026 年初發射的 Pandora 衛星預計將透過區分宿主恆星的活動和行星的訊號，並精確校正恆星噪聲，來詳細研究該行星的大氣層。
從： 
對TRAPPIST-1e的新認識：一顆位於宜居帶的地球大小的系外行星
【社論】
關於TRAPPIST-1e的新聞報道，與其說是關註生命是否存在這一浪漫的問題，不如說是關注觀測技術的進步，這些技術能夠識別出類似生命跡象的信號。雖然「甲烷」這個詞本身就容易讓人抱有很高的期望，但我認為這一系列論文更強調了謹慎解讀和驗證過程的重要性。
原因在於他們研究的是M型矮星，這類矮星「難以測量」。像TRAPPIST-1這樣的超冷紅矮星，其自身光中可能含有甲烷等分子訊號，這使得行星大氣訊號很容易與恆星大氣訊號重疊。在這項研究中，Ranjan等人仔細模擬了“行星可能擁有甲烷大氣層的情況”，並表明其中許多情況不太可能發生，排除了恆星噪音的可能性。
同時，這項研究也凸顯了凌星光譜技術的限制和拓展空間。利用TRAPPIST-1e和無大氣環境的TRAPPIST-1b進行「雙重凌星」觀測，旨在比較兩顆行星凌日同一顆恆星時的訊號，從而區分恆星波動和大氣訊號。這有望成為對宜居帶附近類地行星精確測量的重要試驗場。
至於詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST），與其將其視為“能測量一切的神奇望遠鏡”，不如將其視為“人類挑戰自我，以超越其設計初衷的方式使用它”。它最初的設計用途十分廣泛，包括早期宇宙和巨型氣態行星，因此，讀取地球大小行星的大氣成分是一個相當深遠的應用領域。小型衛星潘朵拉將透過仔細監測其宿主恆星的波動併校正恆星側的噪音來填補這一空白，我認為這是一種非常「現代」的分工方式。
有趣的是，這其實是資料科學和人工智慧領域普遍存在的問題：如何避免對觀測資料進行誤讀。無論感測器的性能多麼出色，如果沒有一個能夠理解其特性和偏差並利用其他手段（例如雙星凌日或小型衛星）進行校正的設計理念，我們最終都會誤解我們想要看到的結果。關於TRAPPIST-1e的討論似乎已經超越了太空望遠鏡的範疇，並引出瞭如何發展高效能觀測基礎設施以及如何改善人類資料解讀過程的問題。
從長遠來看，對於「宜居帶內究竟有多少顆類地行星擁有大氣層？」這個問題，統計學上的答案將決定我們未來幾十年尋找系外行星生命的策略。即便像TRAPPIST-1e這樣具有代表性的目標，我們仍然難以確定其是否存在大氣層，這為我們提供了一個從根本上重新思考設計方案的機會，例如我們應該優先觀測哪些恆星，以及如何將大型望遠鏡與小型衛星結合起來。我認為，如果我們不把這項研究視為一個確定是否存在某顆行星的難題，而是將其視為一個更新宇宙測量技術和策略的過程，就能更好地理解這一發現的意義所在。
[術語]
TRAPPIST-1e
這是行星 e 的名字，它是 TRAPPIST-1 系統中七顆地球大小的行星之一，在宜居帶內運作。
M矮人
這類恆星比太陽更冷、質量更小、亮度更低，像 TRAPPIST-1 這樣的紅矮星就屬於這一類。
透射光譜學
這是一種觀測技術，它分析行星凌日時發出的光，並根據大氣層引起的吸收光譜來估算其成分。
宜居帶
這是軌道區域，定義為液態水可以在行星表面存在的距離範圍。
[參考連結]
美國太空總署詹姆斯韋伯太空望遠鏡（外觀）
這台新一代太空望遠鏡將由美國太空總署運營，其任務是利用紅外線觀測，以高靈敏度觀測從早期宇宙到系外行星大氣層的各種天體。
亞利桑那大學月球與行星實驗室（外部）
在亞利桑那大學行星科學研究中心，我們進行對衛星、行星和系外行星的觀測和理論研究項目，包括 TRAPPIST-1e 研究。
亞利桑那大學斯圖爾特天文台（外部連結）
在亞利桑那大學天文與天文台系，他領導著潘朵拉任務等項目，利用地面望遠鏡和太空任務對系外行星和星系進行研究。
NASA潘朵拉任務（外部）
這是美國太空總署的一項小型衛星任務，旨在利用多種顏色將恆星和行星的光分開，並在校正恆星側變化的同時，更準確地測量系外行星的大氣層。
[參考文章]
對TRAPPIST-1e的新認識：一顆地球大小、位於宜居帶的系外行星
這是亞利桑那大學發布的官方聲明，重新審視了 TRAPPIST-1e 的甲烷訊號，並解釋了恆星噪音的可能性以及未來觀測的重要性。
對TRAPPIST-1e的新認識：一顆地球大小、位於宜居帶的系外行星
本文介紹了 JWST 凌日觀測和模擬的結果，並解釋了泰坦星類似甲烷大氣層情景的低機率以及進行更多觀測的必要性。
TRAPPIST 1e 上的甲烷跡像被認為是恆星噪聲，而非大氣層（外部）存在的證據。
本文強調了 TRAPPIST-1e 中的甲烷特徵可能是由於恆星對分子的吸收造成的，並解釋了雙凌星等新分析方法的重要性。
潛在宜居行星 TRAPPIST-1e 顯示出存在大氣層的初步證據（外部觀測）
我們在此報告 TRAPPIST-1e 上存在大氣層的初步證據，為與後續研究進行比較提供了有用的背景資訊。
NASA的潘朵拉任務即將發射外星大氣層探測器（外部連結）
本書闡述了潘朵拉任務的目標和目標選擇，並對小型衛星在觀測宜居帶系外行星大氣層中的作用進行了具體解釋。
[編者註]
在關注TRAPPIST-1e專案的過程中，我更感興趣的是我們如何測量宇宙，而不是宇宙中是否有生命。我認為感測器的限制以及如何處理噪聲，都與我們日常生活中接觸到的人工智慧和數據分析息息相關。
如果你有機會參與望遠鏡或衛星任務的設計，你會優先觀測哪些行星或恆星？如果你能嘗試用語言表達你「了解、觸摸並參與未來」的渴望，並將其比作 TRAPPIST-1e 或 Pandora 任務，我會非常高興。
