Detection of a high-velocity sodium feature on the ultra-hot Jupiter WASP-121 b
本研究利用ESPRESSO数据在超热木星WASP-121 b出凌阶段探测到高速钠蓝移吸收特征，通过MERC反演将其归因为位于昏侧的局地赤道昼-夜侧射流，并严格限制了该射流的空间分布与高度边界。
2023-03-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining High Speed Winds in Exoplanet Atmospheres Through Observations of Anomalous Doppler Shifts During Transit
热木星大气的三维动力学模型预测了非常强的风速。对于潮汐锁定的热彗星来说，在行星大气层的高海拔处的风将热量从行星的白天输送到较冷的夜晚。在毫巴压力下，预测朝向行星夜晚的净风速为1-10 km/s，这是通过透射光谱探测的近似压力水平。这些风会导致观测到的传输中谱线的蓝移，其量级为风速。事实上，Snellen等人（2010年）最近观察到HD 209458 b的CO传输特征出现2 +/- 1 km/s的蓝移，这被解释为对3D大气动力学预测的昼夜风的检测建模。在这里，我们提出了一个耦合的3-D大气动力学和传输光谱模型，预测多普勒频移光谱的热木星在过境造成的风在行星的大气中的结果。我们探索四种不同的模型，热木星大气层使用不同的处方，通过与行星磁场的相互作用，大气阻力。我们发现，没有磁阻力的模型在~2 km/s的透射谱中产生净多普勒蓝移，并且在较高阻力的情况下发现~1 km/s的较低多普勒频移，结果与Snellen等人（2010）的测量结果一致，但尚未受到强烈限制。我们还探讨了恢复的平均终端风速作为高度的函数的可能性，通过测量多普勒频移的个人谱线和空间解决风速在进口和出口期间的领先和落后的终端。
2011-09-11 astro-ph.EP
Understanding the atmospheric properties and chemical composition of the ultra-hot Jupiter HAT-P-7b: I. Cloud and chemistry mapping
超高温超导体最近吸引了观测者和理论家的兴趣，因为它们提供了观测上可访问的测试案例。我们采用分层建模方法作为虚拟实验室来研究云的形成和气相化学。我们利用HAT-P-7 b的3D GCM的97个垂直1D剖面来评估我们的动力学云形成模型与当地平衡气相组成的一致性。HAT-P-7 b上的昼夜温差（~ 2500 K）导致云在夜侧（以H2/He为主）形成，而日侧（以H/He为主）保持无云的赤道区域。云粒子的组成和大小在整个云的垂直延伸范围内变化，但也在全球范围内变化。TiO 2 [s]/Al 2 O3 [s]/CaTiO 3 [s]-厘米大小的半径的颗粒发生在较高的向阳面纬度，导致在向阳面占主导地位的气相不透明度。然而，在黑暗面的不透明度主要是0.01... 0.1由硅酸盐为主的材料混合物制成的微米颗粒。在多云地区，大气变得光学厚度的气压约为1d-4 bar，在无云地区约为0.1 bar。HAT-P-7 b具有强烈的早晨/傍晚终结者不对称性，提供了一个斑片状云和方位角不均匀化学的例子。巨大的温差导致从夜晚到白天的几何延伸不断增加。化学平衡H2O丰度在终止点随海拔高度变化< 1 dex，在给定压力下终止点变化< 0.3 dex（因子2），表明由透射光谱得出的H2O丰度可以代表P > 10 bar时混合良好的金属丰度。我们建议大气中的C/O作为一个重要的工具来跟踪云的存在和位置的系外行星大气。HA…
2019-06-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
H$_2$O abundances and cloud properties in ten hot giant exoplanets
系外行星的透射光谱学有可能提供对大气化学丰度的精确测量，特别是对热彗星的精确测量，这些彗星的大尺寸和高温使其有利于进行此类观测。到目前为止，热彗星的几个透射光谱已经揭示了水蒸气的低振幅特征，与太阳金属丰度的无云大气的预期相比。这种大气中的低光谱振幅可能是由于存在使部分大气模糊的气溶胶，或者是由于大气中固有的低丰度H $_2$ O。最近对10个热彗星的透射光谱的调查使用了经验度量，表明大气具有一系列云/霾特性，但没有H $_2$ O耗尽的证据。在这里，我们进行了详细的和均匀的大气反演分析的整个样品和报告的H $_2$ O丰度，云的属性，终端温度廓线，和检测的化学物种的意义。我们目前的研究发现，大多数热彗星的大气层与太阳下的H $_2$ O丰度在其昼夜终止。最佳约束丰度范围从$-5.04^{+0.46}_{-0.30}$的$\mathrm{log(H_2O)}$到$-3.16^{+0.66}_{-0.69}$，与太阳丰度平衡化学的预期相比，其对应于$0.018^{+0.035}_{-0.009}\times$太阳能到$1.40^{+4.97}_{-1.11}\times$太阳能。除了H $_2$ O，我们报告的其他化学物种和云/霾属性，包括云/霾覆盖率范围从$0.18^{+0.26}_{-0.12}$到$0.76^{+0.13}_{-0.15}$的统计约束。检索到的H $_2$ O丰度…
2018-10-31 astro-ph.EP
Why is it so Cold in Here?: Explaining the Cold Temperatures Retrieved from Transmission Spectra of Exoplanet Atmospheres
透射光谱学是一种广泛用于探测系外行星终结者的强大技术。大气层透射光谱的恢复使系外行星大气层的比较研究成为可能。然而，反演技术推断的大气特性显示出显着的异常：大多数检索的温度远低于预期。在某些情况下，检索的温度比T_eq冷~1000 K。在这里，我们为这个难题提供了一个解释。我们证明，错误的低温时，一维大气模型适用于不同的早晨，晚上终止组成的行星光谱。尽管提供了一个可接受的拟合，一维检索技术人为地调整大气参数远离终端平均属性。检索到的温度剖面比实际温度低数百度，温度梯度也比实际温度低。检索的丰度大多偏向于> 1 $σ$，有时偏向于> 3 $σ$，对超热同位素的偏向最极端。当早晨和晚上的成分差异显着的不透明来源，H $_2$ O丰度检索的一维模型可以偏置超过一个数量级。最后，我们证明，这些偏见提供了一个解释的冷检索温度报告的WASP-17 b和WASP-12 b。为了克服与一维大气模式相关的偏差，迫切需要开发多维反演技术。
2020-03-25 astro-ph.EP
Radiatively Active Clouds and Magnetic Effects Explored in a Grid of Hot Jupiter GCMs
本研究通过构建含/不含磁效应与云形成的热木星GCM网格，发现2000K以上二者协同影响大气结构，共同作用对热相位曲线振幅和峰值偏移的影响强于单独效应。
2024-10-30 astro-ph.EP
An Observational Diagnostic for Distinguishing Between Clouds and Haze in Hot Exoplanet Atmospheres
热系外行星大气中气溶胶的性质是系外行星领域面临的主要棘手问题之一。复杂的化学性质、多种形成途径以及缺乏与气溶胶相关的易于识别的光谱特征使得限制其关键特性尤其具有挑战性。我们提出了一种透射光谱技术，以确定最高辐射热蒸发器（HIHJs）的主要气溶胶形成机制。该技术基于这样的预期，即两种关键类型的气溶胶-光化学产生的薄雾和平衡冷凝云-预计将在高度辐照的行星大气层的不同区域形成并持续存在。霾只能在潮汐锁定的热对流层的永久日照面产生，并将被大气动力学带到顺风的夜晚终结者（在过境期间被视为拖曳翼）。云只能在HIHJ的夜晚和早晨终结者（被视为过境期间的领先分支）的较冷区域形成。由于相对的肢体预计将受到不同类型的气溶胶的影响，入口和出口光谱，主要探测地球的相对两侧，将揭示主要的气溶胶形成机制。我们表明，基准HIHJ，WASP-121 b，具有与部分气溶胶覆盖一致的透射光谱，并且进出口光谱将限制这些气溶胶的位置和形成机制。在一般情况下，使用这种诊断，我们发现，观测与JWST和可能与HST应该能够区分云和霾目前已知的HIHJ。
2017-08-11 astro-ph.EP
Probing Transit Timing Variations of Three Hot-Jupiters: HATP-36b, HATP-56b, and WASP-52b
我们分别报道了三颗热的类彗星行星HATP-36 b、HATP-56 b和WASP-52 b的新凌日观测结果。基于2016 - 2020年期间的观测，为这些系统提供了过境时间变化（TTV）。这些数据是用Adiyaman大学（ADYU 60，土耳其）的0.6米望远镜和TÜBAUTAK国家天文台（TUG，土耳其）的1.0米望远镜收集的。对每个系统的组合光变曲线以及从文献中获取的相应径向速度（RV）数据进行全局拟合。提取的参数（所有三个系统）被认为是与以前的研究值一致。通过拟合结合中星时数据从我们的观察和文献中的数据，得到更新的线性星历为每个系统。尽管在相应的O-C图中注意到了一些潜在的离群值，但大多数数据在3 $σ$置信水平内是一致的，这意味着缺乏令人信服的证据来证明所研究的系统中存在其他物体。
2021-11-09 astro-ph.EP
Exploring Biases of Atmospheric Retrievals in Simulated JWST Transmission Spectra of Hot Jupiters
詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）计划于2018年10月发射，预计将彻底改变系外行星的大气特征领域。其仪器的宽波长覆盖范围和高灵敏度将使我们能够从系外行星光谱中提取比目前观测所能获得的更多的信息。在本文中，我们调查目前的检索方法是否仍将是有效的，在时代的JWST，探索常见的近似检索时使用的热超导体的透射光谱。为了评估偏差，我们使用一维光化学模型来模拟典型的热木星无云大气，并生成一系列碳氧比的合成观测结果。然后，我们检索这些光谱使用TauREx，贝叶斯检索工具，使用两种方法：一个假设等温大气，和一个假设参数化的温度分布。这两种方法都假定丰度随高度恒定。我们发现，等温近似偏差检索参数相当大，高估了约一个数量级的丰度。检索到的丰度使用参数化配置文件通常是在一个西格玛的真实状态，我们发现检索到的不确定性一般是更大的等温近似相比。有趣的是，我们发现，使用参数化的温度分布，我们可以对温度结构施加严格的约束。这打开了表征热蒸发器的终止子区域的温度分布的可能性。最后，我们发现，假设一个恒定的高度混合比配置文件是一个很好的近似大多数的大气正在研究中。
2016-10-10 astro-ph.EP
Diagnosing limb asymmetries in hot and ultra-hot Jupiters with high-resolution transmission spectroscopy
由于它们可能具有潮汐同步的性质，（超）热的木星大气层应该经历强烈的空间异质性。大的辐射对比度和由此产生的大气环流引起的温度和化学梯度，可以在过境期间在这些大气的东翼和西翼产生不对称。通过以高光谱分辨率观测（超）热木星的透射光谱，可以恢复这些不对称性-即通过互相关分析产生的来自系外行星大气层的净多普勒频移。考虑到起作用的机制的范围，确定观察到的不对称性的根本原因是不平凡的。在这项工作中，我们探索的来源和诊断的不对称性，在高分辨率互相关光谱的热和超热embritters使用参数化和自洽的大气模型。如果观察到不对称性，我们发现很难将其归因于平衡化学梯度，因为许多其他过程可以产生不对称性。确定一种在行星大气的温度范围内化学稳定的分子可以帮助建立一个“基线”，以解开在其他物种中观察到的肢体不对称的各种潜在原因。我们认为CO是一种理想的分子，因为它几乎在整个超热木星温度范围内都很稳定。此外，我们发现，如果肢体不对称是由于早晨的终结者云，蓝移的一些物种应减少过境期间。最后，通过将我们的前向模型与Kesseli等人（2022）进行比较，我们证明了将高分辨率光谱分箱到两个相位箱中可以在保持信噪比和解决不对称性之间进行理想的权衡。
2023-01-04 astro-ph.EP
The atmospheric circulation of a nine-hot Jupiter sample: Probing circulation and chemistry over a wide phase space
我们目前的结果，从大气环流研究的九个热彗星，包括一个大的透射光谱调查使用哈勃和斯皮策太空望远镜。这些观测结果在光学和红外波长上表现出一系列光谱行为，表明其大气中有不同的云和霾特性。通过利用每个行星的特定系统参数，我们自然地探测行星半径，重力，轨道周期和平衡温度的宽相空间。首先，我们表明，我们的模型“网格”恢复的趋势显示在传统的参数研究的热彗星，特别是赤道超旋转和昼夜温度增加的对比度增加平衡温度。我们展示了空间温度的变化，特别是在昼侧和夜侧之间，西部和东部的终端，可以改变数百K，这可能意味着在这些地区的Na，K，CO和CH 4丰度的变化很大。这些化学变化可以大到足以用高分辨率摄谱仪观察到，例如VLT上的ESTERO，E-ELT上的METIS，或JWST上的MIRI和NIRSpec。我们还将我们的模型产生的理论发射光谱与每个行星的斯皮策日食深度进行了比较，发现我们的太阳金属丰度，无云模型的输出通常与许多数据集很好地匹配，即使没有额外的模型调整。尽管这些模型没有云，但我们可以利用它们的结果来了解推动大气中云形成的化学和动力学。
2016-02-22 astro-ph.EP
Pseudo-2D Modelling of Heat Redistribution Through H$_2$ Thermal Dissociation/Recombination: Consequences for Ultra-Hot Jupiters
在超高温大气中，氢分子的热分解和复合在全球热再分配中起着重要作用。这反过来又会显著影响它们的行星排放，但迄今为止对大气影响的研究有限。在这里，我们调查的热再分配所造成的这种离解/复合反应，以及大气化学和辐射转移之间的反馈机制，为一个行星和恒星的配置典型的UHJ。为此，我们已经开发了一个时间依赖的伪二维模型，包括时间无关的平衡化学效应的治疗。作为反应热再分配的结果，我们发现在大气中的温度变化高达$\sim$ 400 K。当TiO和VO另外被认为是不透明度源时，这些温度变化在某些区域增加到超过$\sim$ 800 K。在这两种情况下，这种热量再分配被发现显着地将峰值大气温度或热点的区域向傍晚的终结者转移。改变纵向风速对反应热分布的影响也进行了研究。当不包括TiO/VO时，增加的风速被示出为增加反应热再分布的影响直到阈值风速。当包括TiO/VO时，由于这些物质的热稳定性，没有明显的风速阈值。我们还从我们的模型构建伪二维相位曲线，并突出显着的光谱通量阻尼和增加的相位偏移引起的反应热再分布。
2021-04-29 astro-ph.EP
Detection of OH in the ultra-hot Jupiter WASP-76b
超高温蒸发器的昼侧温度预计会使大多数分子发生热离解。水蒸气的离解导致羟基自由基（OH）的产生。虽然在M矮星的近红外光谱中很容易观察到OH吸收，它们的有效温度与超热彗星相似，但在研究超热彗星的大气时通常不考虑OH吸收。我们使用高分辨率的光谱观测的过境WASP-76 b获得使用CARMENES研究OH的存在。在验证OH线列表后，我们用petitRADTRANS生成了WASP-76 b的模型渡越光谱。对数据进行了恒星和大地污染校正，并与模型光谱进行了交叉相关。在组合来自凌日的所有交叉关联函数之后，构造检测图。从OH吸收的行星属性的约束条件，从马尔可夫链蒙特卡罗分析。在WASP-76 b的大气中检测到OH，峰值信噪比为6.1。从反演中我们得到了$K_p=232 \pm 12$ km/s和$-13.2 \pm 1.6$ km/s的蓝移，它们偏离了预期的速度。考虑到行星的快速自转，蓝移最好的解释是信号主要来自夜晚的终结者和强烈的日侧到夜侧风的存在。然而，增加的$K_p$超过其预期值（196.5 km/s）有点令人困惑。信号被发现是广泛的，与$16.8^{+4.6}_{-4.0}$ km/s的半高全宽。检索结果在一个弱的约束的平均温度为2700-3700 K的压力范围内的OH信号。我们表明，OH是很容易观察到的超热超导体的过境光谱。研究这种分子可以深入了解这些行星大气中的分子解离过程。
2021-10-22 astro-ph.EP
Hubble Space Telescope hot Jupiter Transmission Spectral Survey: detection of water in HAT-P-1b from Wide Field Camera 3 near-infrared spatial scan observations
我们介绍了哈勃太空望远镜的过境热木星HAT-P-1b的近红外透射光谱。我们用宽视场相机3观察到一次凌日，使用G141低分辨率棱镜覆盖波长范围1.087- 1.678 μm。这些时间序列观测是用新的空间扫描模式进行的，该模式将占空比增加了近两倍，从而提高了数据的光度精度。我们在白光曲线中测量到行星与恒星的半径比为Rp/R*=0.11709+/-0.00038，凌日中心位于2456114.345+/-0.000133（JD）。在1.1173 - 1.6549μm光谱范围内，我们在{Δλ}=19.2nm（R~70）的分辨率下，每次曝光的信噪比达到1840（0.061%），提供了接近仪器分辨率极限的探测行星透射光谱所需的精度。我们用单目标和差分光度法计算了透射光谱，结果相似。所得透射光谱显示出与1.4μm水吸收带匹配的高于5 σ水平的显著吸收。在太阳成分模型中，水的吸收对终止点的~1 mbar压力水平很敏感。检测到的吸收同意由1000 K等温模型预测，以及与行星平均温度模型预测。
2013-08-09 astro-ph.EP
Doppler Signatures of the Atmospheric Circulation on Hot Jupiters
热彗星的气象学主要以热测量为特征，但最近的观测表明，通过观测过境期间谱线的多普勒频移，有可能直接探测到风。出于这些意见，我们展示了多普勒测量如何可以放置强大的气象约束。我们表明，大气环流-和多普勒签名-热彗星分裂成两个制度。在弱太阳辐射下，昼夜热力强迫通过大气波动与平均气流的相互作用产生快速的纬向急流。在这种情况下，空气沿着终结者（如过境时所见）在某些区域流向地球，而在其他区域远离地球，导致多普勒特征显示叠加的蓝移和红移分量。然而，在强烈的恒星日照下，强烈的热强迫抑制了这些行星尺度的波，抑制了它们产生喷流的能力。强大的摩擦阻力同样会抑制这些波并抑制射流的形成。因此，这第二个制度表现出一个环流占主导地位的高空，昼夜气流，导致一个主要的蓝移多普勒签名期间过境。我们提出了最先进的环流模型，包括非灰色辐射转移，以量化这种制度的转变和由此产生的多普勒信号，这些模型表明，像GJ 436 b的冷行星位于第一制度，HD 189733 b是过渡，而比HD 209458 b热的行星位于第二制度。此外，我们还展示了多普勒频移的幅度如何限制热彗星高层大气中摩擦阻力的强度。如果是风的作用，那么HD 209458 b的蓝移可能需要10^4-10^6秒的拖曳时间常数，这可能是由于洛伦兹力在这颗行星炎热的向阳面制动的结果。
2013-06-11 astro-ph.EP
Probing Ganymede's atmosphere with HST Ly$α$ images in transit of Jupiter
我们报告的结果，从远紫外线观测的哈勃太空望远镜木星最大的卫星木卫三过境地球的白昼半球。在2021年9月9日的一次有针对性的活动中，在一次过境期间拍摄了两次曝光，以探测木星氢莱曼- $α$在月球边缘上方的日光衰减。背景日光在木卫三周围的一个扩展区域内略有衰减，当木卫三靠近行星中心时，第二次曝光的衰减更强。在第一次曝光时，当月球更接近木星的边缘，来自木卫三日冕的影响是很难检测到的，可能是因为木星莱曼- $α$日光光谱更广泛，在这个观察几何学不太强烈。得到的垂直H柱密度约为$(1-2)\times 10^{12}$ ~cm $^{-2}$，与前人的结果一致。约束围绕木卫三的磁盘的角度变化，我们推导出一个上限上的本地H $_2$ O柱密度$(2-3)\times 10^{16}$ ~cm $^{-2}$，如可能会出现在观察到的月球边缘附近的地区的除气羽流。
2023-01-13 astro-ph.EP physics.space-ph
CRIRES$^+$ transmission spectroscopy of WASP-127b. Detection of the resolved signatures of a supersonic equatorial jet and cool poles in a hot planet
本研究通过CRIRES$^+$透射光谱观测热木星WASP-127b，探测到超音速赤道喷流和冷极点，揭示了行星大气的三维不均匀性，并测量了喷流速度与终结者温差。
2024-11-29 astro-ph.EP
Understanding the atmospheric properties and chemical composition of the ultra-hot Jupiter HAT-P-7b II. Mapping the effects of gas kinetics
超热蒸发器的大气通常被认为处于热化学平衡。我们的目标是提供不平衡化学地图的化学在HAT-P-7 b的大气中的全球性的理解和评估的重要性，不平衡化学UHJ。我们应用层次建模方法，利用97一维大气剖面从三维GCM的HAT-P-7 b。对于每个一维配置文件，我们评估我们的动力学云形成模型一致的化学平衡中的局部气相组成。然后，我们评估淬火结果从零级近似相比，动力学气相的方法。我们发现，估计淬火点的零级方法与全气体动力学模拟结果吻合得很好。化学不平衡对H、H $_2$ O、CH $_4$、CO $_2$、HCN和所有C $_n$ H $_m$分子的夜侧和早晨丰度影响最大;较重的C $_n$ H $_m$分子受不平衡过程的影响更大。然而，CO丰度仅受到轻微影响。虽然昼侧丰度也发生了显着变化，但HAT-P-7 b的夜间终止者周围的丰度受不平衡过程的影响最小。后一个发现可能部分解释了观测到的UHJ透射光谱与热化学平衡大气的一致性。光化学仅对分子丰度和猝灭水平产生可忽略的影响。一般来说，HAT-P-7 b大气层的淬灭点与较冷的热木星相比压力要低得多。我们提出了几种途径来寻找UHJ的不平衡过程的影响，一般来说，在不同的当地时间的丰度和不透明度测量的基础上。要将其与云的化学效应和原始非太阳丰度的化学效应完全区分开来，仍然是一个挑战。
2020-01-10 astro-ph.EP
HST hot Jupiter transmission spectral survey: evidence for aerosols and lack of TiO in the atmosphere of WASP-12b
我们提出的过境热木星WASP-12 b的HST光学透射光谱，采取与STIS仪器。从透射光谱中，我们能够果断地排除系外行星大气中TiO的显著吸收。强压力加宽的Na和K吸收特征也被排除在外，因为是显着的金属氢化物的功能。我们将我们的组合宽带光谱与各种现有的无气溶胶大气模型进行比较，尽管没有一个是令人满意的。然而，我们发现，全透射光谱可以描述的模型，其中包括显着的不透明性气溶胶：包括瑞利散射，米氏散射，托林霾，沉降粉尘配置文件。透射光谱遵循指数为α的幂律的有效消光截面，透射光谱的斜率约束量α T = -3528+/-660 K，其中T是大气温度。瑞利散射（α =-4）是最好的拟合模型之一，尽管需要接近900 K的低终止温度。亚微米尺寸的气溶胶颗粒可以提供同样好的适合整个传输光谱的温度范围很广，我们探索的是一个合理的尘埃气溶胶。大气气溶胶的存在也有助于解释斯皮策观测所暗示的适度明亮的日冕，以及发射光谱的近黑体性质。在较冷的夜侧的含钛冷凝物是WASP-12 b中总体缺乏TiO特征的最自然的解释，表明白天/夜晚冷阱是非常热的凝结物的重要影响。这些发现表明，气溶胶可以在整个大范围的热木星大气中发挥重要的大气作用，可能会影响其整体光谱和能量平衡。（节略）
2013-09-20 astro-ph.EP
The Hubble PanCET Program: A Metal-rich Atmosphere for the Inflated Hot Jupiter HAT-P-41b
本文对膨胀的热木星HAT-P-41 b的0.3- 5 μ m，$μ$ m凌日谱进行了综合分析。作为哈勃全色比较系外行星宝库（PanCET）计划的一部分，哈勃STIS和WFC 3观测到了这颗行星的过境，我们将这些数据与温暖的\textit{Spitzer}过境观测相结合。我们提取了每个数据集的过境深度，首次提出了STIS过境谱（0.29- 0.93\，$μ$ m）。我们检索过境光谱都与自由化学检索套件（AURA）和互补的化学平衡检索套件（PLATON），以限制在昼夜终止的大气属性。这两种方法都提供了一个很好的适合所观察到的光谱。AURA和PLATON在几乎所有的模式假设下都得到了富金属大气层（最有可能的是分别为$\log_{10}{Z/Z_{\odot}} = 1.46^{+0.53}_{-0.68}$和$\log_{10}{Z/Z_{\odot}} = 2.33^{+0.23}_{-0.25}$的O/H比）;这是由4.9- $σ$探测到H $_2$ O以及由于Na、AlO和/或VO/TiO导致的光学气体吸收证据（$>$ 2.7- $σ$探测）驱动的，尽管没有强烈探测到单个物种。两次检索都确定过境光谱与清晰的大气一致，没有雾霾或高海拔云的证据。最大大气金属丰度（$\log_{10}{Z/Z_{\odot}} < 1.7$）的内部建模约束有利于AURA结果。元素氧丰度的推断表明，HAT…
2020-10-19 astro-ph.EP
Phase-resolving the absorption signatures of water and carbon monoxide in the atmosphere of the ultra-hot Jupiter WASP-121b with GEMINI-S/IGRINS
利用Gemini-S/IGRINS对超热木星WASP-121b进行三次凌星观测，首次测量CO和H₂O的相位相关吸收信号，发现二者空间分布不同，并揭示大气拖曳效应，凸显相位分辨光谱对研究超热木星大气三维结构的重要性。
2024-07-18 astro-ph.EP
Probing Signatures of a Distant Planet around the Young T-Tauri Star CI Tau Hosting a Possible Hot Jupiter
我们寻找一个遥远的行星的签名周围的200万年的经典T-Tauri星CI Tau托管热木星候选人（M_{p} sin{i} ~ 8.1 M_{Jupiter}）在偏心轨道（e ~0.3）。为了探测外部扰动的存在，我们重新分析了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列获得的CI Tau周围原行星盘的1.3 mm尘埃连续观测。我们在CI Tau的圆盘中发现了~ 0.8处的间隙结构。我们的可见度拟合假设一个轴对称的表面亮度轮廓建议，间隙位于一个104.5+/-1.6 AU的去投影半径，并有36.9+/-2.9 AU的宽度。间隙周围的亮度温度计算为约2.3 K低于周围的磁盘。长期引力不稳定性和尘埃捕获等能隙开放机制可以解释CI Tau盘中的能隙形态。不能排除一颗看不见的行星创造了观测到的间隙结构的可能性，尽管一颗偏心的热木星和一颗遥远的行星在年轻的CI Tau周围共存对于引力散射的情况来说是具有挑战性的。根据模拟的表面亮度图像中的间隙宽度和深度（0.41 + 0.04/-0.06），估计该行星的质量在~0.25 M_{Jupiter}和~0.8 M_{Jupiter}之间，低于目前高对比度直接成像的检测极限。年轻的经典T-Tauri CI Tau可能是一个独特的系统，可以探索潜在的遥远行星的存在以及偏心热木星的起源。
2018-05-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
JWST Transit Spectra I: Exploring Potential Biases and Opportunities in Retrievals of Tidally-locked Hot Jupiters with Clouds and Hazes
我们可以获得最高信噪比过境光谱的许多系外行星都是潮汐锁定的。潮汐锁定行星上的大气层可能在行星的白天和黑夜之间表现出巨大的差异，两极，以及早晨和晚上的终结者。在本文中，我们说明了如何气溶胶和昼夜温度梯度的综合影响形状过境光谱的潮汐锁定系外行星时，考虑到完整的三维结构和评估的影响，检索的大气属性。为此，我们已经开发了一个新的代码，METIS，它可以计算过境光谱的任意跨纬度高度网格的温度和压力。使用METIS，我们将云和薄雾的灵活处理与简单的参数化昼夜温度梯度配对，以计算过境光谱，并在广泛的系外行星大气特性中进行检索实验。我们的主要发现是：（1）气溶胶的存在通常会增加昼夜温度梯度对过境光谱的影响;（2）当试图执行贝叶斯参数估计时忽略昼夜温度梯度，当气溶胶存在时仍然会返回有偏差的结果，如文献中对于晴朗大气所示的那样;（3）在考虑昼夜温度梯度的情况下，一些凌日谱可以提供足够的信息来约束温度和昼夜转换的宽度。云和霾的存在实际上可以加强这种约束，但也削弱了对金属丰度的约束。本文代表了朝着开发足够复杂的模型和理论以匹配即将可用的优质数据的更大目标迈出的一步。
2020-06-12 astro-ph.EP
Temporal Variability in Hot Jupiter Atmospheres
炽热的彗星在它们的昼面接收到强烈的入射恒星光，这驱动了强烈的大气环流，试图消除它们巨大的昼面与夜面通量对比。热木星大气层中的波动和不稳定性可能导致大气层的涌现特性随时间变化。在这项工作中，我们研究这样的天气在热木星大气中使用理想化的无云大气环流模式与双灰辐射转移。我们发现，热木星大气可以在全球平均温度的$\sim 0.1-1\%$水平和全球平均风速的$\sim 1-10\%$水平的时变。结果发现，观测量也是随时间变化的：二次食深度可以在$\lesssim 2\%$水平上变化，相位曲线振幅可以通过$\lesssim 1\%$变化，相位曲线偏移可以通过$\lesssim 5^{\circ}$移动，终端平均风速可以通过$\lesssim 2~ \mathrm{km}~\mathrm{s}^{-1}$变化。此外，我们计算了东部和西部的边缘平均风速与入射恒星通量和施加的阻力，参数化洛伦兹力在部分电离大气的强度。我们发现，东翼是蓝移的模型在很宽的范围内的平衡温度和阻力强度，而西翼只有红移，如果平衡温度是$\lesssim1500~\mathrm{K}$和阻力是弱的。最后，我们表明，通过JWST的二次日食观测，未来空间望远镜的相位曲线观测（例如，ARIEL），和/或多普勒风速测量与高分辨率光谱仪。
2019-12-31 astro-ph.EP physics.ao-ph
Transmission Spectroscopy of the Hot-Jupiter WASP-12b from 0.7 to 5 microns
自从第一次报告在其昼侧大气中存在潜在的非太阳碳氧比（C/O）以来，高度辐射的系外行星WASP-12 b一直受到严格的审查，并成为许多后续观测的对象。此外，最近从WASP-12发现的恒星双星伴星~1”使观测数据的解释变得模糊。在这里，我们提出了新的地面多目标透射光谱观测WASP-12 b，我们获得了连续两个晚上在红色光学与Gemini-N/GMOS。在校正WASP-12的恒星同伴的影响后，我们发现这些数据排除了无云的H2大气，没有额外的不透明度来源。我们检测的透射光谱中的功能，可能是由于金属氧化物（如TiO和VO）的富O的气氛或金属氧化物（如TiH）的富C的气氛。我们还重新分析了来自HST/WFC 3的WASP-12 b的近红外透射光谱观测和来自Warm Spitzer的宽带透射光度测量。我们属性的WFC 3数据中的广泛的光谱功能，无论是H2O或CH 4和HCN的富O或富C的大气，分别。斯皮策的数据表明，在红外波长下，过境深度比模型预测的要浅，尽管统计显著性较低。WASP-12 b的多仪器宽波长分析表明，透射光谱可以很好地近似于一个简单的瑞利散射模型，行星终止温度为1870 +/- 130 K。我们的结论是，需要额外的高精度数据和孤立的光谱测量的伴星放置明确的约束WASP-12 b的大气成分。
2014-04-26 astro-ph.EP
High-resolution transmission spectroscopy of ultra-hot Jupiter WASP-33b with NEID
本文利用NEID高分辨率光谱数据研究超热木星WASP-33b大气，确认Hα、Hβ、Hγ和Ca II三重线，未发现显著昼夜风，并揭示其昼侧与晨昏线大气化学成分存在差异。
2023-12-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
An optical transmission spectrum of the transiting hot Jupiter in the metal-poor WASP-98 planetary system
WASP-98行星系代表了热木星由贫金属的主序星托管的罕见情况。我们提出了一个后续的研究，该系统的基础上多波段光度学和高分辨率光谱。利用望远镜散焦技术，在四个通带（g，r，i，z）中同时观测到WASP-98 b的两个新的凌日事件，产生了八条高精度的光变曲线，点到点散射小于1毫等。我们还用高分辨率摄谱仪收集了母星的三个光谱，用于重新测量其光谱特征，特别是其金属丰度。我们发现这是非常低的，[Fe/H]=-0.49，但大于先前报道的[Fe/H]=-0.60。我们使用这些新的光度和光谱数据来完善这个行星系的轨道和物理性质，发现恒星和行星质量的测量值明显大于发现论文中的测量值。此外，利用多波段光变曲线构造了WASP-98 b的光学透射谱，并探测了其大气在终止点的特征。与其他三个通带相比，我们在z处测量到较低的半径。最大变化在r和z带之间，置信水平约为6 sigma，相当于5.5个压力标度高度。我们将该光谱与理论模型进行了比较，研究了几种可能的大气类型，包括朦胧，多云，无云和透明的钛和钒氧化物不透明的大气。我们不能找到一个很好的适合的观察，除了在一个明确的大气与TiO和VO不透明的极端情况下，其中的Ti和V的冷凝被抑制。由于这种情况是不现实的，我们的研究结果表明，在大气中的WASP-98 b，未知的化学性质的一个额外的光吸收物种的存在。
2016-06-01 astro-ph.EP
Probing the extreme planetary atmosphere of WASP-12b
我们报告的近红外测量的终结者区域的透射光谱和昼侧发射光谱的系外行星WASP-12 b获得使用HST WFC 3仪器。圆盘平均昼侧亮度温度平均约为2900 K，在1.46微米处达到峰值3200 K。我们模拟了一系列大气情况的发射和透射光谱，并证实了Crossfield等人（2012 b）最近的发现，即没有证据表明WASP-12 b的大气中C/O >1。假设一个物理上合理的气氛中，我们发现的证据表明，一些分子的存在与数据是一致的，但这些不透明度来源的贝叶斯信息准则（BIC）的基础上列入的理由是边际。我们还发现近红外主食光变曲线与少量的扁长畸变是一致的。作为这些数据的校准工作的一部分，我们进行了详细的研究，仪器系统使用65轨道的WFC 3-IR格里姆斯观测。仪器系统学主要由探测器相关的影响，这取决于探测器读出模式显着变化。WASP 12的256 x256子阵列观测使用简单的校准方法产生了在光子噪声限制的15%内的光谱测量。据估计，残留的系统性物质不到百万分之七十。
2013-05-22 astro-ph.EP
SOPHIE velocimetry of Kepler transit candidates XI. Kepler-412 system: probing the properties of a new inflated hot Jupiter
我们确认了开普勒-412b的行星性质，在开普勒目录中被列为行星候选者KOI-202，这要归功于我们对开普勒发布的行星候选者的径向速度跟踪计划，该计划正在与SOPHIE光谱仪一起进行。我们通过将开普勒观测从Q1到Q15结合到地面光谱观测，对系统进行了完整的分析，使我们能够获得径向速度测量，以及宿主恒星的参数和属性。我们还分析了光变曲线，推导出恒星的自转周期和行星的相位函数，包括二次日食。我们发现这颗行星的质量为0.939 $\pm$ 0.085 M $_{Jup}$，半径为1.325 $\pm$ 0.043 R $_{Jup}$，这使它成为膨胀巨星群的成员。它绕其主星G3 V的公转周期为1.72天。该系统的等时年龄为5.1 Gyr，与开普勒光变曲线中观测到的中等恒星活动和17.2 $\pm$ 1.6天的自转一致。从检测到的二次，我们推导出的一天侧的温度作为一个函数的几何热膨胀系数和估计的几何热膨胀系数，银，是在0.094至0.013的范围内。测得的夜侧通量对应的夜侧亮度温度为2154 $\pm$ 83 K，远高于均匀热再分布行星的预期。通过与恒星和行星演化模型的比较，我们发现耗散应该在行星的内部深处起作用。这个模型还表明，尽管它的半径膨胀，但这颗行星仍然存在大量的重元素，其质量分数为0.11 $\pm$ 0.04。
2014-01-27 astro-ph.EP
Probing Two-dimensional Asymmetries of an Exoplanet Atmosphere from Chromatic Transit Variation
Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（高级研究院）；Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency（日本宇宙航空研究开发机构宇宙科学研究所）；Department of Astronomy, Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科天文学专攻）；Department of Astronomy, Graduate School of Science, Kyoto University（京都大学理学研究科天文学专攻）；Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学跨学科前沿研究院）；Department of Geophysics, Graduate School of Science, Tohoku University（东北大学理学研究科地球物理学专攻）；Cluster for Pioneering Research, RIKEN（理化学研究所开创性研究集群）；Astrobiology Center（天体生物学中心）
提出一种利用色变凌星参数探测系外行星大气二维不对称性的新方法，应用于JWST对WASP-39 b的观测，发现CO2和SO2分布不对称，有助于理解光化学过程。
2026-09-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Infrared spectra of TiO2 clusters for hot Jupiter atmospheres
本研究通过量子化学计算 123 个 (TiO2) 团簇及异构体的振动频率与红外光谱，评估其在热木星大气中的展宽和吸光度指纹，以支持云形成观测与建模。
2023-08-16 astro-ph.EP
High resolution imaging of young M-type stars of the solar neighborhood: Probing the existence of companions down to the mass of Jupiter
上下文高对比度成像是一种强有力的技术，可以用来寻找气体巨行星和轨道间距大于几个天文单位的棕矮星。在太阳型恒星周围，巨行星预计会通过核心吸积或引力不稳定性形成，但由于核心吸积随着主恒星变轻而变得越来越困难，引力不稳定性将是尚未发现的遥远巨行星围绕低质量恒星形成的可能方案。因此，对M矮星周围的这类行星进行系统的调查将提供对引力不稳定性效率的直接测试。目标。我们寻找围绕太阳附近的晚型恒星和褐矮星运行的气体巨行星。方法.利用VLT-NACO自适应光学系统在Lp波段对16个目标进行了直接成像和角微分成像，获得了深高分辨率图像。这是目前最大和最深的调查Mdwarfs周围的100亿质量行星。我们开发并使用了一个集成的还原和分析管道来还原图像，并推导出每个目标的2D检测限。在0.5”处实现的典型对比度约为9个量级，超过1”则为11个量级。对于每个目标，我们还确定在我们的图像中以给定的距离检测到给定质量的行星的概率。结果考虑到轨道投影效应，我们得出了行星伴星的精确探测概率，平均超过50%的概率在10天文单位处探测到3 MJup的伴星，在20天文单位处探测到1.5MJup的伴星，这对年轻M矮星样本周围的行星质量的存在带来了很大的限制。
2011-12-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing the Outskirts of M Dwarf Planetary Systems with a Cycle 1 JWST NIRCam Coronagraphy Survey
针对低质量M矮星周围宽轨道巨行星种群特性不明的问题，本研究通过JWST第1周期NIRCam日冕仪巡天观测9颗近距年轻M矮星，实现高对比度成像，首次对宽轨道亚木星质量行星施加出现率约束，展示了JWST的探测能力并为后续统计研究奠基。
2025-04-15 astro-ph.EP
The Mantis Network IV: A titanium cold-trap on the ultra-hot Jupiter WASP-121 b
本文通过分析 WASP-121 b 的昼侧高分辨率发射光谱，发现钛因夜侧凝结形成冷阱而全球性贫化，揭示了超热木星大气中凝结化学与热结构耦合的重要性。
2024-01-16 astro-ph.EP
Generation of a Circumstellar Gas Disk by Hot Jupiter WASP-12b
对凌日系外行星的观测为探测系内环境提供了丰富的数据来源。在WASP-12系统中，除了极热的木星WASP-12 b的大气逃逸外，还观察到通常明亮的MgII h&k线中的宽低压。有人假设，一个半透明的星周云是由行星的外流形成的，导致了观察到的签名。我们对WASP-12的整个系统环境进行了3D流体动力学模拟，从各自的表面注入行星风和恒星风。我们发现，一个环面的密度足够高，以占缺乏镁II H&K线核心发射WASP-12可以在大约13年形成。我们还在行星轨道的不同点对莱曼α光谱进行了合成观测，这表明轨道上的所有点都发生了显著的吸收，而不仅仅是在过境期间，正如观测所表明的那样。
2018-05-02 astro-ph.EP
The CH$_4$ abundance in Jupiter's upper atmosphere
碳氢化合物物种，特别是CH $_4$，在木星的平流层-热层边界中起着关键作用，该边界发生在$μ$ -bar压力水平附近。先前对太阳掩星、He和$α$气辉以及ISO/SWS对3.3 $μ$ m附近辐射的测量的分析都推断出甲烷浓度存在显著差异。在这里，我们的目标是准确地模拟CH $_4$辐射率在3.3 $μ$米ISO/SWS测量通过使用一个全面的非本地热力学平衡模型和最近的碰撞率在实验室测量CH $_4$，以揭示新的光在木星上层大气中的甲烷浓度。这些发射带已被证明在$μ$ -条水平处精确地呈现峰值贡献，因此直接探测感兴趣的区域。我们发现，高CH $_4$浓度是必要的，以解释的数据，与最近的分析相反，和观察有利于CH $_4$碰撞弛豫率的最新实验室测量的下限。我们的研究结果提供了精确的约束木星低层大气的组成和动力学。
2022-03-31 astro-ph.EP
Retrieval survey of metals in six ultra-hot Jupiters: Trends in chemistry, rain-out, ionisation and atmospheric dynamics
本文利用高分辨率光谱对六颗超热木星的十一种中性物种进行大气反演，揭示金属丰度、电离、沉降及昼夜风动力学趋势，并指出相对丰度比单一物种更可靠。
2023-05-26 astro-ph.EP
Confirmation of TiO absorption and tentative detection of MgH and CrH in the atmosphere of HAT-P-41b
本研究利用GTC对热木星HAT-P-41b进行凌星观测，通过大气反演和贝叶斯模型比较，证实了其大气中TiO的吸收，并初步探测到CrH和MgH，揭示该行星拥有无高空云霾的富金属大气。
2023-11-23 astro-ph.EP
Understanding the atmospheric properties and chemical composition of the ultra-hot Jupiter HAT-P-7b: III. Changing ionisation and the emergence of an ionosphere
超高温类地行星是迄今为止发现的最热的近距离系外行星，并为探索一个物体上的热和冷化学提供了独特的可能性。潮汐锁定的超热木星HAT-P-7 b的昼夜温差约为2500 K，将云的形成限制在夜侧，并将有效的电离限制在日侧。两者都有不同的观测特征。我们分析等离子体和磁过程中的超热木星HAT-P-7 b的大气中，调查热电离层的形成和磁耦合的大气气体作为扩展外逸层的基础的可能性。我们显示哪些离子和原子可以被用作光谱示踪剂，如果和闪电的条件可能发生在云的HAT-P-7 B，评估特征等离子体和磁耦合参数，和LTE辐射转移解决电离的气相。整个HAT-P-7 b大气层的电离在白天和黑夜之间变化很大。昼侧有高水平的热电离和远距离电磁相互作用主导的动力学电子中性相互作用，这表明白天和黑夜的磁耦合的差异。K+、Na+、Li+、Ca+和Al+比它们在向阳面的原子对应物更丰富。对于HAT-P-7 b的所有大气层区域，磁耦合电子的最小磁通量密度为B<0.5G。HAT-P-7 b的向阳面有一个延伸到大气层深处的不对称电离层，而其阴面则没有热驱动电离层。相应的不对称性在终止子处印在离子/中性组合物中。在HAT-P-7 b上，当当地温度> 5000 K时，Ca+ H&K线可直接追踪电离层。整个大气层可能耦合到一个全球性的大规模磁场，闪电可能发生在夜面。
2021-01-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing the Possible Causes of the Transit Timing Variation for TrES-2b in TESS Era
本研究结合TESS、ETD及既往数据，分析热木星TrES-2b的凌星时间变化，未发现短周期TTV，长周期TTV更可能由轨道衰减导致，测得轨道周期衰减速率及偏低的恒星潮汐品质因子，为潮汐耗散研究提供新观测约束。
2024-09-18 astro-ph.EP
Probing the Protosolar Disk Using Dust Filtering at Gaps in the Early Solar System
木星和土星形成得很早，在气体盘消散之前。间隙开放行星的存在影响了气体和嵌入固体的动力学，并阻止了超过一定尺寸的颗粒向内漂移。漂移势垒可以解释内太阳系内增生的母天体所形成的陨石中不存在富钙铝包裹体的原因。采用跨学科的方法，我们使用$μ$ -X射线荧光扫描仪寻找大的CAIs和扫描电子显微镜寻找小的CAIs在普通球粒陨石NWA 5697。我们进行了长期的，二维的模拟，包括气体，尘埃，和行星的特点内的粘性$α$ -磁盘框架探索的情况下，一个独立的木星，木星和土星\textit{in situ}，或木星和土星在3：2的共振颗粒的运输。在每种情况下，我们发现一个临界晶粒尺寸以上的漂移停止作为一个功能的物理条件在磁盘上。通过实验室检索，我们发现了4个最大尺寸为$\approx$ 200 $\,μ$ m的CAI。\Combining模型和数据，我们提供了一个估计的上限的$α$ -粘度和表面密度在木星的位置，使用合理的假设恒星吸积率在向内运输的CAIs，并假设角动量运输发生完全通过粘性效应。此外，我们发现，在土星的存在下，在3：2共振的复合间隙结构有利于向内运输的颗粒大于目前在普通的彗星检测到的CAIs。
2019-07-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
The water abundance in Jupiter's equatorial zone
氧是木星大气中除氢和氦之外最常见的元素，并且可能是原行星盘中主要的可凝结物（如水冰）。在朱诺号任务之前，伽利略号探测器（Galileo Probe）对木星的水丰度进行了现场测量，该探测器落入了一个气象异常的地点。伽利略探测器的发现是不确定的，因为当探测器死亡时，水的浓度仍在增加。在这里，我们最初报告的水丰度在赤道地区，从0到4度北纬，根据1.25至22 GHz的数据从朱诺微波辐射计探测约0.7至30巴的压力。由于朱诺号发现深层大气层作为纬度的函数是惊人的可变的，因此仍然需要确认赤道丰度是否代表木星的全球水丰度。赤道地区的水丰度被推断为$2.5_{-1.6}^{+2.2}\times10^3$ ppm，或$2.7_{-1.7}^{+2.4}$乘以原太阳氧元素与H的比值（1个$σ$不确定度）。如果反映了全球水资源的丰富程度，结果表明木星形成的星子不太可能是富含水的笼形水合物。
2020-12-18 astro-ph.EP
Time-resolved transmission spectroscopy of the ultra-hot Jupiter WASP-189 b
本研究联合八次高分辨率凌星观测，利用互相关与贝叶斯时间分辨光谱分析 WASP-189 b，新探测 Sr、Sr+、Ba+ 并确认 TiO，揭示物种的大气来源及电离、解离导致的信号变化。
2023-11-03 astro-ph.EP
Sparkling nights and very hot days on WASP-18b: the formation of clouds and the emergence of an ionosphere
WASP-18 b是一颗超热的木星，昼夜温差高达2500 K。这些巨行星开始成为行星实验室，在经过充分测试的参数范围内了解云的形成和气体化学，以便更好地了解行星质量损失，并将观测到的元素比率与行星形成和演化联系起来。我们的目标是了解云的形成，它们通过耗尽和富集与气相化学的相互作用，大气气体的电离以及超热电离层可能出现的电离层。我们利用WASP-18 b的三维大气模拟的一维剖面作为动力学云形成和气相化学平衡计算的输入。我们解决我们的动力学云形成模型，这些一维配置文件，采样大气的WASP-18 b在16个不同的位置沿赤道和中纬度地区，并得出一致的气相组成。WASP-18 b的向阳面由于大气温度非常高而完全无云。相反，夜面被覆盖在几何上扩展和化学上不均匀的云与分散的颗粒大小分布。大气C/O增加到$>0.7$，大气气体与云粒子的富集为$ρ_{\rm d}/ρ_{\rm gas}>10^{-3}$。在边缘形成的云似乎位于大气层内更远的地方，它们是最小的延伸。并不是所有的昼夜分界线区域都形成云。气相主要为H $_2$、CO、SiO、H $_2$ O、H $_2$ S、CH $_4$、SiS。此外，由于Na $^+$、K $^+$、Ca $^+$、Fe $^+$等离子，日侧具有相当程度的电离。Al $^+$和Ti $^+$是其元素种类中最丰富的。我们发现，WASP-18 b，作为一个例子，超热闪…
2019-01-24 astro-ph.EP
Ultra-hot Jupiter atmospheres at high spectral resolution
Observatoire astronomique de l’Université de Genève（日内瓦大学天文台）；University of Bern（伯尔尼大学）；Center for Space and Habitability, University of Bern（伯尔尼大学太空与宜居中心）；Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto（波尔图大学空间天体物理研究所）；Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto（波尔图大学理学院物理与天文系）
通过高分辨率光谱学研究超高温木星大气，揭示其独特的物理和化学特征，提供关于极端行星大气的新信息。
2026-02-02 astro-ph.EP
Mineral cloud and hydrocarbon haze particles in the atmosphere of the hot Jupiter JWST target WASP-43b
WASP-43 b的轨道周期短，潮汐锁定，是JWST观测的理想候选者。整个轨道的相位曲线观测将能够绘制整个地球的大气结构，不同的观测波长可以看到不同的大气深度。我们提供了对WASP-43 b上可能形成的云的详细信息的见解，以便为即将到来的JWST和后续数据的解释做准备。我们利用3D GCM结果作为矿物云颗粒的动力学非平衡模型的输入，并为动力学模型研究光化学驱动的碳氢化合物霾组分。在WASP-43 b的整个大气中形成了矿物凝结种子。这与WASP-18 b和HAT-P-7 b等超热制冷剂形成鲜明对比。向阳面除了含有相当丰度的碳氢化合物烟雾颗粒外，还含有少量但很大的矿物云颗粒。光化学驱动的碳氢化合物霾出现在白天，但并不有助于云的形成在夜间。由于热力学条件的变化，云的几何延伸在全球各地不同。昼夜气压相差6000公里。与其他行星一样，C/O在整个大气层中并不恒定。平均分子量在H2主导的WASP-43 b中近似恒定。WASP-43 b预计将完全被云层覆盖，这些云层在整个大气层中分布不均匀。昼面云和终结者云将是当地不同大小和成分的矿物颗粒和碳氢化合物雾的组合。碳氢化合物雾的光学深度比矿物云颗粒的光学深度低得多，使得WASP-43 b的波长依赖性半径测量将由矿物云颗粒而不是由雾确定。
2020-06-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exoplanet atmospheres with EChO: spectral retrievals using EChOSim
我们证明了系外行星特征观测任务概念的有效性，用于约束热和温暖的气体巨星和超级地球的大气特性。一系列行星的合成初级和次级凌日光谱通过EChOSim（Waldmann & Pascale 2014），以获得不同观测场景的预期噪声水平;然后，这些数据被用作NEMESIS大气反演代码和反演的大气特性的输入根据Barstow等人（2013年a）的方法，与已知输入值进行比较（温度结构，成分和云特性）。为了准确地反演大气的温度结构和成分，我们发现，需要：一颗热木星以35秒差距绕类日（G2）星运行一次，以限制明暗大气层;一颗热木星以60秒差距绕类日（G2）星运行20次，以限制明暗大气层;和30次类似GJ 1214 b行星的凌日或日食。
2014-05-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
Cloud property trends in hot and ultra-hot giant gas planets (WASP-43b, WASP-103b, WASP-121b, HAT-P-7b, and WASP-18b)
超热木星是迄今为止发现的最热的系外行星。观测开始提供深入了解其扩展大气层的组成和化学昼夜不对称性。两者都受到云层形成的强烈影响。我们探索了五个巨型气体行星样本的云特性趋势：WASP-43 b，WASP-18 b，HAT-P-7 b，WASP-103 b和WASP-121 b。这为JWST目标WASP-43 b和WASP-121 b的云属性提供了一个参考系。我们进一步探索化学惰性示踪剂，以观察几何不对称性，如果一个三维GCM的内部边界的位置事项的云的形式。超热电离层的昼夜温差大，导致化学不对称：白天无云，夜晚多云;原子气体与分子气体，以及各自不同的平均分子量;深热电离层与低电离大气;未耗尽与增强的C/O。WASP-18 b是样本中最重的行星，具有最低的全球C/O。全球气候可能被认为与超热行星相似，但与热气巨星不同。然而，由于当地的热力学条件以及当地的云和气体性质不同，因此每个行星的当地天气都是独特的。超热彗星的早晨和傍晚终结者将携带它们强烈的化学不对称性的特征，因此可以预期进入/排出不对称性。C/O比的增加是云形成的明显标志，这使得在利用C/O（或其他矿物比）作为行星形成的示踪剂时，云建模成为必要。大气层从白天到黑夜的几何延伸变化可以通过氦等化学惰性物质来探测。超高温超导体可能发展出深大气电离层，并通过磁流体动力学过程影响大气动力学。
2021-02-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Non-detection of TiO and VO in the atmosphere of WASP-121b using high-resolution spectroscopy
长期以来，人们一直预测在超高温行星的大气中存在热反转。然而，被认为是负责的两个物种- TiO和VO -的检测仍然难以捉摸。我们提出了一个搜索TiO和VO的超热木星WASP-121 b（$T_\textrm{eq} \gtrsim 2400$ K），系外行星的大气中已经知道，显示水的功能，在其昼侧光谱特性的温度反演以及VO在低分辨率的初步证据。我们观察到它的透射光谱与UVES/VLT和使用的互相关方法-一个强大的工具，明确识别的存在下的原子和分子物种-在努力检测是否TiO或VO负责所观察到的温度反演。在WASP-121 b的终止子处没有发现TiO或VO存在的证据。通过将不同丰度水平的信号注入我们的数据，我们设定了$[\text{VO}] \lesssim -7.9$和$[\text{TiO}] \lesssim -9.3$的粗略检测限。然而，这些检测极限在很大程度上退化的散射特性和云甲板的位置。我们的研究结果可能表明，TiO或VO都不是WASP-121 b中逆温的主要驱动因素，但在为VO开发更准确的行列表之前，我们不能最终排除其存在。未来的工作将寻找其他强光吸收物种，可能是负责在红色光学的过度吸收。
2020-02-07 astro-ph.EP
The cloudy shape of hot Jupiter thermal phase curves
据预测，热彗星具有强烈的昼夜温度对比，并且热点向东移动到亚恒星点。这一点被探测大气纵向亮度变化的大量相位曲线观测所证实。然而，全球环流模型系统地低估了相位曲线的振幅，高估了其最大值的移动。本文利用一个包含非灰辐射转移和真实气体和云不透明度的全球环流模式，系统地研究了1000 ~ 2200 K范围内热对流层的大气环流随平衡温度的变化。我们表明，热传输是非常有效的无云行星低于1600 K，并在更高的温度下变得不那么有效。当夜侧云存在时，白天到夜晚的热量传输变得非常低效，导致与观测到的低夜侧温度很好地匹配。然而，这种低温的恒定性是由于辐射时间尺度与温度的强烈依赖性。我们进一步表明，夜侧云增加的相位曲线振幅，并在同一时间减少相位曲线偏移。这种变化对云的化学成分和颗粒大小非常敏感，这意味着观测到的相位曲线的多样性可以用夜侧云特性的多样性来解释。最后，我们表明，相位曲线参数不一定跟踪昼夜对比度，也没有转移的热点等压线，并提出解决方案，以恢复真正的热点转移和昼夜对比度。
2020-10-14 astro-ph.EP
Probing the history of Solar System through the cratering records on Vesta and Ceres
通过与HED陨石的联系，灶神星被认为是太阳星云中最早增生和分化的天体之一，早于木星的形成，并在早期太阳系的剧烈演化中幸存下来。谷神星的形成时间是未知的，但它应该不会比木星晚太多。在这项工作中，我们模拟了木星形成时灶神星和谷神星的碰撞历史，假设木星是第一颗形成的巨行星。在这第一次对早期太阳系演化的研究中，我们没有考虑到在星子盘中存在行星胚胎，但我们集中研究了形成中的木星的作用，以及由于盘-行星相互作用而可能向内迁移的影响。我们的研究结果清楚地表明，巨行星的形成导致了主小行星带轨道区域的强烈早期轰击。根据我们的研究结果，如果星盘主要由大的微行星组成，就像那些被预测在湍流的拱星盘中形成的微行星一样，灶神星和谷神星就不会在木星早期的轰击中幸存下来。小天体占主导地位的小行星，如那些预计在静止的拱星盘中形成的小行星，或具有不同比例质量的较大（D \geq 100 km）微行星，代表着两颗小行星生存的更有利环境。在它们幸存的情况下，这两颗小行星的表面都充满了大到150公里的陨石坑，少数大到200 - 300公里。在灶神星的例子中，木星早期的撞击会严重侵蚀（局部或全球）地壳，并可能造成类似月海的溢出现象，其结晶时间将直接与木星形成的时间有关。
2011-01-10 astro-ph.EP physics.space-ph
Probing the atmosphere of HD189733b with the Na I and K I lines
高光谱分辨率透射光谱学是表征系外行星大气的有力工具。特别是对于热蒸发器，这种技术是高度相关的，因为它们的高海拔吸收，例如来自共振钠（Na I）和钾（K I）线。我们解析了HD 189733 b的大气KI吸收，目的是将解析的KI线和先前获得的高分辨率Na I-D线观测与合成透射光谱进行比较。线的轮廓表明大气过程导致的Na I-D线的10公里/秒的数量级的线加宽，只有几公里/秒的K I线。研究表明，要么HD 189733 b的大气缺乏大量的KI，要么碱线探测不同温度的不同大气区域，这可以解释我们在分辨吸收线中看到的差异。
2020-08-10 astro-ph.EP
Investigating Temporal and Spatial Variation of Jupiter's Atmosphere with Radio Observations
本研究结合VLA与朱诺号MWR的射电亮温图，分析2013至2018年木星大气经度分辨的时空变化，发现北赤道带变率最大，且10和15 GHz探测深度以小尺度事件为主，5和22 GHz则以大尺度结构为主。
2024-12-30 astro-ph.EP
NGTS-2b: An inflated hot-Jupiter transiting a bright F-dwarf
我们报告NGTS-2b的发现，一个膨胀的热木星过境一个明亮的F5 V恒星（2质量J14202949-3112074; $T_{\rm eff}$ = $6478^{+94}_{-89}$ K），发现作为下一代过境调查（NGTS）的一部分。这颗行星的轨道是P=4.51天，质量为$0.74^{+0.13}_{-0.12}$ M $_{J}$，半径为$1.595^{+0.047}_{-0.045}$ R $_{J}$，密度为$0.226^{+0.040}_{-0.038}$ g cm $^{-3}$，因此是目前已知密度最低的系外行星之一。NGTS-2b在一颗明亮的V=10.96的主星周围有相对较深的1.0%的凌日，是通过大气透射光谱探测巨行星组成的主要目标。快速旋转（$vsin$ i= $15.2\pm0.8$ km s $^{-1}$）也使该系统成为Rossiter McLaughlin后续观测的一个很好的候选者，以测量天空投影的恒星平行度。由于NGTS光度测定的高精度，无需后续光度测定即可确认NGTS-2b。
2018-09-20 astro-ph.EP
