在水瓶座，肉眼看不见，有一颗恒星可能会改变历史。TRAPPIST-1系统拥有七颗神秘的行星，每一颗的大小都和地球差不多。一些人认为，TRAPPIST-1系统是天文学在银河系寻找生命的努力中最耀眼的一颗。在所谓的“宜居带”中，有不止一颗，而是三颗行星在轨道上运行，在那里水可以流动，生命可以茁壮成长，TRAPPIST-1是人类追求一生发现的最好、最光明的机会之一。
受到威胁的不仅仅是科学:我们在这些星球上发现或没有发现的东西将永远塑造科学。
使TRAPPIST-1与众不同的是它惊人的共性。这个系统的中心是一颗小而暗的恒星，叫做红矮星。红矮星的质量在太阳质量的8%到57%之间，悄无声息地占据了银河系中所有恒星的73%，人们怀疑它们至少拥有这样的质量。自然，这激起了那些研究宇宙生命的人——天体生物学家的好奇心。外星生命会在这些小小的红色太阳周围茁壮成长吗?
这种可能性使哲学家感到兴奋，但对天文学家来说更是如此:在红矮星周围的行星比在任何其他类型的恒星周围的行星更容易找到。事实上，TRAPPIST-1系统是在2016年用一架只有两英尺宽的望远镜发现的。因为即使按照红矮星的标准，这颗恒星也很小，所以它的地球大小的行星很容易脱颖而出;当它们穿过或经过恒星时，它们阻挡了大约0.5%的总光输出。相比之下，当太阳从地球前面经过时，地球只挡住了0.01%的光线。就可探测性而言，红矮星似乎是明显的赢家，在445个红矮星系统中(我问过负责维护美国宇航局系外行星档案馆的科学家杰西·克里斯滕森(Jessie Christensen)，最新的统计数字是多少)，TRAPPIST-1是最亮的凌日系统之一，使其成为天体生物学最喜欢的目标。
但红矮星也有黑暗的一面。它们不仅仅是我们的太阳的更小、更红的版本;它们是动荡的、活跃的极端辐射源。地球大约每25年经历一次被称为日冕物质抛射(cme)的剧烈太阳爆发，而围绕TRAPPIST-1运行的行星每周都会经历一次。主恒星越大，日冕物质抛射就越强大。如果一颗行星没有强大的磁场来保护它，日冕物质抛射就会剥离它的大气层，直到它变成一块贫瘠的、不适合居住的岩石。
此外，红矮星出生时是热的，随着时间的推移会变冷。这意味着一颗行星可能在有机会进入宜居带之前就已经蒸发掉了它的水，或者一颗行星可能在冻结之前就开始了它的宜居生活。最后，红矮星离它们的恒星非常近，当两个物体在太空轨道上靠得很近时，其中一个最终会面对另一个——就像月球的同一侧总是面对地球一样。在TRAPPIST-1行星的情况下，这意味着一个半球可能经历永恒的白天，而另一个半球可能经历永恒的黑夜:这可能是生命进化的理想条件。
尽管如此，许多天体生物学家仍然相信生命的适应性和持久性。毕竟，我们只是地球上的一个数据点，也许，在TRAPPIST-1系统和其他地方，顽强的生物已经适应了极端的条件。所以问题仍然存在:是红矮星使我们的星系成为郁郁葱葱、充满活力的花园，还是稀疏的沙漠?
为了回答这个问题，科学家们利用了美国宇航局的旗舰太空望远镜——JWST。JWST携带着各种照相机和光谱仪，与哈勃太空望远镜不同的是，它看到的几乎完全是红外线。这对像TRAPPIST-1这样的红矮星系统特别有用，因为红外线实际上是它们发出最亮的光的地方。天文学家有一个特别聪明的方法来利用JWST来研究TRAPPIST-1的行星:他们等待行星从恒星后面穿过，然后用相机来判断在这段时间里有多少光消失了。缺失的光告诉他们行星表面的反射方式。没有大气层的行星以一种非常可预测的方式反射;任何偏离这一模式的现象都表明可能存在大气层。
TRAPPIST-1的行星有大气层吗?这就是天文学家们在JWST的第一次观测中所要确定的，称为周期1。一个研究小组用红外摄像机检查了最里面的行星TRAPPIST-1b。他们得出的结论是，它没有大气层——类似于我们太阳系中的水星。另外两个团队测量了下一个行星TRAPPIST-1c。TRAPPIST-1c也太热，不适合居住，据推测，它像金星一样拥有厚厚的二氧化碳云。但研究小组报告了同样的发现:TRAPPIST-1c上也没有明显的大气。今年7月开始的第2周期正在进行中，JWST将重新审视这些行星。
显然需要更多的数据。TRAPPIST-1的三颗潜在宜居行星e、f和g尚未被探索过。部分原因是物流:一颗行星的轨道越远，在观测周期内凌日的次数就越少。此外，这些外行星更冷，如果它们有大气层，就需要更多的时间和不同的仪器来测量它们。尽管如此，无论结果如何，所获得的知识都是无价的。如果TRAPPIST-1被证明是一个贫瘠的荒地，天体生物学将能够重新将精力集中在有希望的类太阳恒星上，将宝贵的资源重新分配到最需要的地方。但是，即使有一丝生命存在的迹象，也必须全力以赴地去寻找:这是一个新的号召，去发现和研究充满我们银河系和我们想象的世界。
全面调查TRAPPIST-1系统将需要一个专门的、多年的活动，但它必须完成。它不仅对科学，而且对整个人类的意义怎么强调都不为过。银河系近四分之三的恒星周围存在生命的可能性太大了，不容忽视。探索在召唤我们，只要我们有足够的勇气去回应。
这是一篇观点和分析文章，?作者或作者表达的观点不一定是科学美国人的观点。
