Keck/NIRSPEC studies of He I in the atmospheres of two inflated hot gas giants orbiting K dwarfs: WASP-52b and WASP-177b
我们提出了在10833 A的中性氦在大气中的WASP-52 b和氦在大气中的掠食WASP-177 b的初步证据的检测,使用高分辨率观测获得的NIRSPEC仪器的凯克II望远镜。我们探测到WASP-52 b大气中氦的过量吸收为$3.44 \pm 0.31$ %($11σ$),或相当于$66 \pm 5$大气尺度高度。这种吸收以行星的静止坐标系($Δv = 0.00 \pm 1.19$ km s $^{-1}$)为中心。我们使用一维帕克风模型模拟行星的逃逸,并计算其质量损失率为$\sim 1.4 \times 10^{11}$ g s $^{-1}$,或相当于每Gyr其质量的0.5%。对于WASP-177 b,我们看到了红移($Δv = 6.02 +/- 1.88$ km s $^{-1}$)类氦吸收的证据,其吸收率为$1.28 \pm 0.29$ %(等于$23 \pm 5$大气尺度高度)。然而,由于类似幅度的透射光谱中的残留系统学,我们不认为这是行星大气中He吸收的重要证据。使用一维帕克风模型,我们设定了WASP-177 b逃逸率的$3σ$上限为$7.9 \times 10^{10}$ g s $^{-1}$。我们的研究结果,再加上最近的文献检测,表明XUV辐射和He I吸收幅度之间的关系可能比以前提出的要浅。我们的研究结果强调了亚稳态氦如何促进我们对大气损失及其在塑造系外行星种群…
2022-05-23 astro-ph.EP
The JWST Weather Report from the Nearest Brown Dwarfs I: multi-period JWST NIRSpec + MIRI monitoring of the benchmark binary brown dwarf WISE 1049AB
本研究通过JWST的MIRI和NIRSpec对最近褐矮星双星WISE 1049AB开展多波段光谱监测,发现两星均有显著光变及多个波长转变点,提出光变源于不同高度压力层的解释。
2024-07-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
JWST Spectra of Brown Dwarf Candidates in the Orion Nebula Cluster
本文利用JWST/NIRSpec光谱分析猎户座星云星团200个源,确认53个可能成员并识别24个褐矮星候选体,同时证实7个JuMBO均为背景源而非褐矮星。
2025-07-04 astro-ph.EP astro-ph.GA
JWST/NIRSpec Observations of Brown Dwarfs in the Orion Nebula Cluster
本研究利用JWST/NIRSpec获取猎户座星云星团中22个褐矮星候选体的低分辨率光谱,发现其中包含具有CO基频带强发射的HH天体、已知最冷且质量最小的原行星盘,以及探测到冰吸收带的最冷原恒星褐矮星候选体。
2024-10-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Disentangling disc and atmospheric signatures of young brown dwarfs with JWST/NIRSpec
本研究利用JWST/NIRSpec中分辨率光谱,通过反演和盘建模,联合约束了两颗年轻褐矮星的大气化学组成、同位素比和盘发射,证明了JWST探测年轻天体和星周盘的能力。
2025-09-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
High-precision atmospheric characterization of a Y dwarf with JWST NIRSpec G395H spectroscopy: isotopologue, C/O ratio, metallicity, and the abundances of six molecular species
本研究利用JWST NIRSpec G395H光谱对Y矮星WISE 1828进行高精度大气表征,测得C/O比为0.45±0.01、金属丰度+0.30±0.02 dex及六种分子丰度,并给出¹²CO/¹³CO下限>40,展示了JWST在冷大气同位素体研究中的潜力。
2024-02-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
JWST COMPASS: NIRSpec/G395H Transmission Observations of TOI-776 c, a 2 Rearth M Dwarf Planet
本研究利用JWST NIRSpec/G395H观测了M矮星行星TOI-776 c的透射光谱,未发现明显分子特征,并约束了其大气金属性下限,旨在探索小行星光谱特征探测边界。
2025-02-27 astro-ph.EP
Metal-poor Brown Dwarf Kinematics from JWST NIRSpec Spectroscopy
Northwestern University(西北大学);University of California San Diego(加州大学圣迭戈分校);United States Naval Observatory, Flagstaff Station(美国海军天文台弗拉格斯塔夫站);Stanford University(斯坦福大学);NSF National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory(美国国家光学-红外天文研究实验室);Radcliffe Institute for Advanced Study at Harvard University(哈佛大学拉德克利夫高等研究院);Planétarium de Montréal, Espace pour la Vie(蒙特利尔天文馆,生命空间)
本研究利用JWST NIRSpec G395H光谱对23个金属贫乏褐矮星进行视向速度测量,通过前向建模实现5 km/s精度,识别出银盘和银晕成员,并确认与Gaia-Enceladus和Thamnos流相关,为银河考古学提供新工具。
2026-09-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
JWST-TST High Contrast: Spectroscopic Characterization of the Benchmark Brown Dwarf HD 19467 B with the NIRSpec Integral Field Spectrograph
本文利用JWST NIRSpec IFU对年老棕矮星HD 19467 B进行高对比度光谱表征,约束其温度、重力、混合强度及分子丰度,并更新动力学质量,验证了该仪器在明亮恒星附近探测亚恒星伴星的卓越能力。
2024-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The JWST weather report from the nearest brown dwarfs II: Consistent variability mechanisms over 7 months revealed by 1-14 $μ$m NIRSpec + MIRI monitoring of WISE 1049AB
本研究利用 JWST 对 WISE 1049AB 进行 1-14 μm 的光谱监测,首次将褐矮星变率测量扩展至 14 μm,揭示了不同气压层由云层和热点等不同机制主导,并证实这些变率机制在 7 个月内长期保持一致。
2025-05-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Physical Parameters and Properties of 20 Cold Brown Dwarfs in JWST
本研究利用JWST光谱数据结合Sonora Elf Owl和ATMO2020++模型分析了20颗冷褐矮星,发现模型对表面重力估计影响显著,并推导了其半径、质量和年龄等物理参数。
2024-09-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Diversity of Cold Worlds: a blended-light binary straddling the T/Y transition in brown dwarfs
本研究利用JWST/NIRSpec首次表征了跨越T/Y转换的最冷混合光褐矮星双星WISE J014656.66+423410.0,发现其由两颗亮度不等、温差仅92K的源组成,为理解行星质量大气特征及探测未解析冷褐矮星双星提供了关键探路者。
2025-03-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hints of a sulfur-rich atmosphere around the 1.6 R$_{\oplus}$ Super-Earth L98-59 d from JWST NIRSpec G395H transmission spectroscopy
本研究利用JWST NIRSpec G395H对超级地球L98-59d进行凌星观测,发现其透射光谱在3.3至4.8微米处存在显著吸收特征,最佳拟合模型表明其大气可能富含硫且未处于平衡态。
2024-08-28 astro-ph.EP
UNCOVER: JWST Spectroscopy of Three Cold Brown Dwarfs at Kiloparsec-scale Distances
本研究利用JWST/NIRSpec光谱确认了三颗位于千秒差距尺度距离的T型棕矮星,并估计其距离为0.9--4.5千秒差距,其中一颗为贫金属T亚矮星,为研究银河系古老贫金属棕矮星提供了重要样本。
2024-02-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
High-Precision Atmospheric Constraints for a Cool T Dwarf from JWST Spectroscopy
本研究利用JWST NIRSpec高分辨率光谱对T8矮星2MASS 0415-0935进行大气反演,精确测量多种化学丰度及12CO/13CO比率,为亚恒星天体形成与大气研究提供新约束。
2024-02-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
A New Spectral Class of Brown Dwarfs at the Bottom of the IMF in IC 348
本文基于JWST在IC 348的深场巡天发现约2倍木星质量的褐矮星及星周盘证据,并依据3.4微米烃类吸收提出新光谱型“H”。
2025-06-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
JWST NIRSpec finds no clear signs of an atmosphere on TOI-1685 b
University of Oxford(牛津大学);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);University of Bern(伯尔尼大学);Ludwig Maximilian University(慕尼黑大学);ARTORG Center for Biomedical Engineering Research, University of Bern(伯尔尼大学ARTORG生物医学工程研究中心);University College London(伦敦大学学院);University of Warwick(华威大学);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学)
JWST NIRSpec未在TOI-1685 b发现明显大气层,排除氢主导大气并指出可能的云层或混合大气。
2025-12-18 astro-ph.EP
Detecting Biosignatures in the Atmospheres of Gas Dwarf Planets with the James Webb Space Telescope
半径介于地球和海王星之间的系外行星具有比地球更强的表面引力,并且可以保留相当大的氢主导大气。与气体巨行星相比,我们称这些行星为气体矮行星。詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)将为这些行星提供前所未有的洞察力。在这里,我们调查的氨(NH $_{3}$,一个潜在的生物签名)在七个温带气体矮行星的大气中使用各种JWST仪器的可探测性。我们使用petitRadTRANS和PandExo模拟行星大气,并通过改变云条件,平均分子量(MMW)和NH $_{3}$混合比来模拟不同情况下的JWST观测。定义了一个度量来量化检测意义,并为JWST观测提供了一个排名列表,以寻找气体矮行星中的生物特征。在10次日食的系统噪声基底为12.6ppm的情况下,利用带有MIRI的日食光谱学搜索10.3- 10.8 $μ$ m NH $_{3}$特征是非常具有挑战性的。在最佳条件下,如一些气体矮行星的清晰大气和低MMW,NIRISS,NIRSpec和MIRI是可行的透射光谱检测NH $_{3}$功能从1.5 $μ$ m到6.1 $μ$ m。我们提供检索分析的例子,以进一步支持我们使用的检测指标。我们的研究表明,寻找潜在的生物特征,如NH $_{3}$是可行的,合理的投资JWST时间的气体矮行星给定的最佳大气条件。
2021-09-24 astro-ph.EP
JWST Observations of the Metal-poor T Dwarf WISEA J155349.96+693355.2: The First Brown Dwarf Associated with the Gaia-Enceladus Milky Way Substructure
NSF National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory(美国国家光学红外天文研究实验室);Radcliffe Institute for Advanced Study at Harvard University(哈佛大学拉德克利夫高等研究院);Department of Astronomy & Astrophysics, UC San Diego(加州大学圣地亚哥分校天文与天体物理系);Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA), Northwestern University(西北大学跨学科天体物理学探索与研究中心);Department of Astrophysics, American Museum of Natural History(美国自然历史博物馆天体物理系);Department of Physics, Graduate Center, City University of New York(纽约市立大学研究生中心物理系)
本研究通过JWST光谱观测确认WISEA J155349.96+693355.2为贫金属T矮星,其运动学和化学特征与Gaia-Enceladus子结构恒星一致,成为首颗与该银河系子结构关联的褐矮星。
2026-09-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The James Webb Space Telescope NIRSpec-PRISM Transmission Spectrum of the Super-Puff, Kepler-51d
针对超级 puff 行星 Kepler-51d,利用 JWST NIRSpec-PRISM 透射光谱检验其低密度成因,发现其大气可能富含高层霾,或存在倾斜环,并探讨了宿主恒星活动的影响。
2025-05-27 astro-ph.EP
Double Trouble: Two Transits of the Super-Earth GJ 1132 b Observed with JWST NIRSpec G395H
本研究利用JWST NIRSpec G395H对超级地球GJ 1132 b开展两次凌星观测,发现两次透射光谱存在显著差异,排除大气变化、恒星活动和仪器系统效应的解释,认为随机噪声是最可能原因,强调JWST多次重复观测对岩质行星大气探测的重要性。
2023-10-16 astro-ph.EP
CoRoT 101186644: A transiting low-mass dense M-dwarf on an eccentric 20.7-day period orbit around a late F-star
我们提出了对CoRoT过境行星候选者101186644的研究,也被命名为LRc01_E1_4780。对这颗微弱(m_V = 16)候选星的CoRoT光变曲线和HARPS光谱跟踪观测的分析表明,它是一颗食双星,由一颗晚F型主星(T_eff = 6090 +/- 200 K)和一颗低质量、高密度的晚M矮星伴星组成,轨道偏心(e = 0.4),周期约为20.7天。这颗M矮星的质量为0.096 +/- 0.011 M_Sun,半径为0.104 + 0.026/-0.006 R_Sun,这可能是迄今为止所报道的最小和致密的晚期M矮星。与理论模型预测的半径比低质量恒星小5%-15%的说法不同,这颗恒星的半径似乎是一致的,甚至可能低于理论模型预测的半径。
2013-03-10 astro-ph.EP
TESS Planet Occurrence Rates Reveal the Disappearance of the Radius Valley Around Mid-to-Late M Dwarfs
McMaster University(麦克马斯特大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
本文通过TESS对中晚期M矮星的深入系统搜索,发现行星发生率与轨道周期、入射辐射和行星半径相关,揭示了半径谷在低质量恒星周围消失的现象。
2026-04-01 astro-ph.EP
Latest Results from the DODO Survey: Imaging Planets around White Dwarfs
简并天体周围的简并天体巡天(DODO)的目的是通过直接成像在白矮星周围的宽轨道上寻找质量很低的棕矮星和太阳系外行星。直接探测到这些伴星将允许对温度低于(< 500 K)的物体进行光谱研究,这些物体的温度低于目前观测到的最冷的棕矮星。在白矮星周围发现行星将证明这类天体能够在恒星演化的最后阶段幸存下来,并对其祖先周围的行星系的频率施加限制(质量在1. 5 - 8 M* 之间,即,早B到中F)。越来越多的行星质量伴星在年轻的主序星周围的宽轨道上被直接成像。例如,HR 8799和1 RXS J160929.1 - 210524周围的行星分别在24 - 68 AU和330 AU的宽轨道上。DODO巡天有能力直接对这些系统的主序后类似物中的行星进行成像。这些会议记录介绍了我们对邻近白矮星进行的多历元J波段共同自行巡天的最新结果。
2011-02-02 astro-ph.EP
WASP-31b: a low-density planet transiting a metal-poor, late-F-type dwarf star
我们报告发现了低密度,过境巨行星WASP-31 b。它的质量是0.48木星质量,半径是1.55木星半径。它围绕一颗贫金属、晚F型、V = 11.7的矮星运行3.4天,这颗矮星是一对常见的自行对的成员。就其低密度而言,WASP-31 b仅次于WASP-17 b,后者是一颗质量相似的辐射更高的行星。
2012-05-02 astro-ph.EP
Constraints on Planet Occurrence around Nearby Mid-to-Late M Dwarfs from the MEarth Project
MEarth项目是一个基于地面的测光调查,以寻找行星过境最近和最小的主序星。在最初的四年里,MEarth发现了一颗凌日系外行星,即2.7地球半径的行星GJ 1214 b。在这里,我们回答了一个悬而未决的问题:鉴于开普勒任务发现的小行星过境小恒星的丰富性,MEarth应该发现不止一颗行星吗?我们估计MEarth的系外行星的灵敏度进行端到端的模拟125万附近的988个中晚期M矮星的观测,收集MEarth在2008年10月和2012年6月之间。对于2-4个地球半径的行星,我们将这种灵敏度与开普勒的结果进行了比较,发现MEarth在最初的四年中应该以0.05 - 0.36颗行星/年的速度发现行星。作为分析的一部分,我们提供了新的分析适合开普勒早期M矮行星的发生分布。当在开普勒早期的M矮星和MEarth中期到晚期的M矮星之间进行外推时,我们发现假设行星的出现分布相对于行星平衡温度保持固定,这与我们检测到的具有GJ 1214 b观测特性的行星很好地匹配。对于更大的行星,我们发现温暖(600- 700 K),海王星大小(4个地球半径)的系外行星以<0.15/星(95%置信度)的速率在MEarth后期的M矮星目标周围发生,这些行星穿过早期的M矮星,如Gl 436和GJ 3470。我们描述了一种策略,通过这种策略,MEarth可以在没有新望远镜的情况下将其预期的行星产量提高2.5倍,方法是将其灵敏度…
2013-07-11 astro-ph.EP
An Understanding of the Shoulder of Giants: Jovian Planets around Late K Dwarf Stars and the Trend with Stellar Mass
对系外行星统计数据的分析表明,有一种巨大行星出现的趋势,其恒星质量,这是木星等行星如何形成的一个线索。其中一个缺失的部分是晚K矮星(质量为0.5- 0.75 Msun,有效温度为3900- 4800 K)。我们分析了110颗晚K矮星的四年多普勒径向速度数据,其中一颗拥有两颗先前报道的巨行星。我们估计这些恒星中有4.0+/-2.3%的恒星拥有土星质量或更大的行星,其轨道周期<245 d,这取决于行星质量分布和没有巨行星的恒星的RV变化。我们还估计开普勒观测到的类似恒星中有0.7+/-0.5%拥有巨行星。这开普勒率是显着(99%的置信度)低于来自我们的多普勒调查,但差异消失,如果只考虑单多普勒系统(HIP 57274)与完全解决的轨道。这种差异也可以解释为多普勒观测排除了近距离双星(没有巨行星),而开普勒观测没有,长周期伴星和恒星噪声对多普勒数据的影响,或者两个种群之间的内在差异。我们对晚K矮星的估计与太阳型恒星和M矮星的估计相吻合,并支持恒星质量的正趋势。小样本量排除了关于更精细结构的陈述,例如具有恒星质量的巨行星分布中的“肩膀”。未来的调查,如下一代凌日调查和凌日系外行星卫星调查将改善这一不足。
2013-05-14 astro-ph.EP
JWST Transmission Spectroscopy of TOI-3235 b: Challenges in Constraining Giant Planet Atmospheres Around M Dwarfs Amid Stellar Contamination
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);Universidad Adolfo Ibáñez(阿道夫·伊巴涅斯大学);Universidad de Chile(智利大学);University of Warwick(华威大学);European Southern Observatory(欧洲南方天文台)
该研究利用JWST观测TOI-3235 b的透射光谱,发现恒星污染使M型矮星周围巨行星大气约束受模型依赖影响,提出日食观测可解决相关歧义。
2026-08-06 astro-ph.EP
The Dyn-Atmo Survey: JWST/NIRSpec spectroscopy of dynamical benchmark GJ 758 B
Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);European Space Agency (ESA)(欧洲空间局);Amherst College(阿默斯特学院);American Museum of Natural History(美国自然历史博物馆);University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Smith College(史密斯学院);Northwestern University(西北大学)
通过JWST/NIRSpec光谱观测褐矮星伴星GJ 758 B,结合动力学质量基准,发现大气模型简并性导致推断偏差,提出含云层及分子丰度调整的最佳拟合模型。
2026-09-11 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Prospecting in late-type dwarfs: a calibration of infrared and visible spectroscopic metallicities of late-K and M dwarfs spanning 1.5 dex
晚K和M矮星金属丰度的知识可以用来指导行星搜索和约束行星形成模型。然而,测定晚型恒星的金属丰度是困难的,因为它们冷大气的可见光谱包含许多重叠的吸收线,阻止了等效宽度的测量。我们提出了新的方法,并改进了现有方法的校准,以确定晚K和M矮星的金属丰度的中等分辨率(1300 < R < 2000)的可见光和红外光谱。我们选择了一个样本的112宽双星系统,包含一个晚型伴星的太阳型主星。我们的样本包括62颗具有先前公布的金属丰度的主星,以及50颗具有我们自己观测确定的金属丰度的恒星。我们使用我们的样本来经验性地确定伴星光谱中的哪些特征与主星的金属丰度最相关。我们推导出不同波长范围的金属丰度校准,并表明使用可见光,J,H或K波段光谱可以得到可靠的金属丰度< 0.10 dex。我们的定标适用于金属丰度为-1.04 < [Fe/H]< +0.56和K7 ~ M5光谱类型的矮星。最后,我们使用我们的宽双星样本来测试和改进现有的校准,以确定M矮金属丰度。我们发现,zeta参数,衡量TiO可以CaH带的比例,与[Fe/H]的超太阳金属丰度,zeta并不总是正确地识别金属贫乏的M矮星。我们还发现,在K和H波段的现有校准是相当可靠的恒星[Fe/H] >-0.5,但更多的金属贫星有用。
2014-05-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Viewing Geometry of Brown Dwarfs Influences Their Observed Colours and Variability Properties
本文研究了已知的Spitzer [ $3.6~μ$ m]和$J$带变星的全样本。利用Keck NIRSPEC的数据计算了16颗变星的自转速度$v\sin i$,并计算了19颗变星的倾角。所获得的结果表明,具有中红外可变性检测的样品中的所有物体都以角度$>20^{\circ}$倾斜,而显示$J$带可变性的样品中的所有物体都具有倾斜角度$>35^{\circ}$。$J$ -谱带变异性似乎比\textit{Spitzer} [ $3.6~μ$ m]变异性更受倾角的影响,并且在较低倾角下强烈衰减。由于$J$波段观测比中红外观测探测到更深的大气层,这种效应可能是由于在较低的倾角下,$J$波段通量的大气路径长度增加。我们发现我们的样本的颜色异常和倾斜度之间存在统计学上的显著相关性,在赤道上观察到的野外物体比在较低倾斜度下观察到的物体更红。考虑到文献中已知可变L、T和Y光谱类型物体的完整样本,我们发现,由于波段之间的内在差异以及地基与天基搜索的灵敏度,两个波段的变率特性显示出显着不同的趋势。然而,在这两个波段中,我们发现变异幅度可能在$\sim7-9~$ hr周期达到最大值。最后,我们发现颜色异常和变化幅度的$J$波段和中红外变化检测,其中红色物体显示更高的变化幅度之间有很强的相关性。
2017-05-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rotation Periods of Candidate Single Late-M Dwarfs in TESS
本文利用TESS光变曲线结合Lomb-Scargle周期图和高斯过程方法测定了399颗候选单星晚M矮星的自转周期,发现133个周期并揭示了变化比例上限,将1天以下已知周期数量增加76%。
2025-07-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
An Increase in Small-planet Occurrence with Metallicity for Late-type Dwarf Stars in the Kepler Field and Its Implications for Planet Formation
虽然巨行星的出现率随着主星金属丰度的增加而迅速上升,但目前还不清楚晚型矮星周围的小行星是否取决于主星的金属丰度。使用开普勒数据发布25行星候选名单及其完整性数据产品,我们探索行星的出现作为开普勒领域的晚型矮星恒星星族的金属丰度的函数。我们发现,行星的出现增加与金属丰度的所有行星半径$R_{\mathrm{p}}$下降到至少$R_{\mathrm{p}}\approx2~R_{\oplus}$和范围内的$2~R_{\oplus}\lesssim R_{\mathrm{p}}\lesssim 5~R_{\oplus}$行星出现尺度与金属丰度线性$Z$。外推我们的结果,我们预测,短周期行星与$R_{\mathrm{p}}\lesssim 2~R_{\oplus}$应该是罕见的早期M矮星与$\mathrm{[M/H]}\lesssim-0.5$或晚M矮星与$\mathrm{[M/H]}\lesssim+0.0$。这种依赖性的行星发生在开普勒领域中观察到的金属量强调需要控制金属量的估计行星发生的晚型矮星,如开普勒的K2扩展和凌日系外行星调查卫星(TESS)的目标。我们证实了理论预期的小行星出现-宿主恒星金属丰度关系是强的低质量恒星比太阳型恒星。我们确定,在开普勒场中晚型矮星周围行星的预期固体质量与它们的原行星盘中形成行星的固体总量相当。我们认为,这种高效率的行星形成有利于小行星吸积卵石吸积作…
2020-09-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Informed systematic method to identify variable mid and late-T dwarfs
大多数棕矮星在不同的波长范围内表现出一定程度的光度或分光光度变化。这种可变性使我们能够跟踪可变的棕矮星和直接成像的系外行星的辐射传输模型和映射代码的3D大气结构。然而,到目前为止,我们还没有一个明智的方法来预先选择棕矮星,可能会显示出更高的变化幅度进行彻底的变化研究。在这项工作中,我们设计并测试了近红外光谱指数,以预先选择最有可能变化的中晚期T矮星,这些矮星在有效温度上与直接成像的系外行星重叠。我们使用时间分辨的近红外哈勃空间望远镜宽视场相机3光谱的T6.5矮星,2 MASS J22282889--431026,设计我们的新的光谱指数。我们在26个T5.5-T7.5近红外SpeX/IRTF光谱上测试了这些光谱指数,并提供了8个新的中晚期T变量候选者。我们以$38^{+4}_{-30}$ %估计了样本的变异性分数,这与Metchev等人提供的变异性分数一致。(2015)中晚期T矮星。此外,我们的SpeX光谱样本中的三个先前已知变量中的两个被我们的指数标记为候选变量。同样,我们的样本中所有七个已知的非变量都被我们的索引标记为非变量对象。这些结果表明,我们的光谱指数可能会被用来寻找变量中,晚T褐矮星变量。这些指数可能是至关重要的,在未来选择冷直接成像的系外行星的变化研究。
2022-10-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Receding Cosmic Shoreline of Mid-to-Late M Dwarfs: Measurements of Active Lifetimes Worsen Challenges for Atmosphere Retention by Rocky Exoplanets
本研究更新了中晚型M矮星的历史XUV注量估算,发现其值更高,仅最大型的这类行星可能保留大气层,还提出了大气保留指标ARM以辅助JWST的目标遴选与结果解读。
2025-05-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effects of Latent Heating on Atmospheres of Brown Dwarfs and Directly Imaged Planets
对褐矮星的观测越来越多,为这些天体上存在强烈的大气环流提供了证据。直接成像的行星也有类似的观测结果,可以被视为低重力版本的褐矮星。通过观测和理论研究推断,它们大气中化学物质的凝结循环活跃,与凝结有关的潜热加热预计在形成大气环流和影响云斑方面很重要。我们提出了一个定性的描述的机制,冷凝潜热加热影响的循环,然后说明他们使用一个理想化的一般循环模型,其中包括一个凝结周期的硅酸盐与潜热加热和分子量效应,由于雨的冷凝物。在适合典型T矮星的条件下进行的模拟显示了局部风暴和东西向喷流的发展。风暴在空间上是不均匀的,在几小时到几天的时间尺度上演变,并从凝结层垂直延伸到对流层顶。棕矮星被活跃风暴覆盖的部分面积很小。基于一个简单的分析模式,我们定量地解释了湿烟羽的面积分数,并显示其依赖于辐射时间尺度和对流有效位能。我们预测,如果潜热加热占主导地位的云的形成过程中,云的覆盖面积的分数减少的光谱型经历的L/T转换从高到低的有效温度。这是辐射时标和对流有效位能随光谱型变化的自然结果。
2017-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Precise Bolometric Luminosities and Effective Temperatures of 23 late-T and Y dwarfs Obtained with JWST
利用JWST光谱和测光数据,首次精确测量23颗晚型T和Y矮星的热通量与热光度,结合演化模型估算有效温度(约1000–350 K),精度较以往提升近一个数量级。
2024-07-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rotation periods of late-type dwarf stars from time-series high-resolution spectroscopy of chromospheric indicators
我们确定旋转周期的样本48晚F-型中期M矮星使用时间序列高分辨率光谱的钙II H&K和H-α色球活动指标。我们发现从这两个指标得到的旋转周期之间的良好协议。本文报道了用log(R ′ HK)测量的色球辐射水平与光谱旋转周期之间的经验关系。这种关系在很大程度上与恒星的光谱型和金属丰度无关,可以用来对低活动水平的K晚期到M中期矮星的自转周期进行可靠的预测。对于样本中的一些恒星,测量到的光谱旋转周期与假设行星的轨道周期一致或非常接近。在这种情况下,需要进一步的研究来澄清相关的周期性径向速度信号是否揭示了行星的存在或由于磁活动。
2015-06-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
High Tide or Riptide on the Cosmic Shoreline? A Water-Rich Atmosphere or Stellar Contamination for the Warm Super-Earth GJ~486b from JWST Observations
University of Arizona(亚利桑那大学);Johns Hopkins APL(约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);University of Michigan(密歇根大学);Imperial College London(伦敦帝国学院);University of Maryland, Baltimore County(马里兰大学巴尔的摩县分校);NASA Goddard Space Flight Center(美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心)
JWST观测揭示GJ 486b大气可能含水或受恒星斑点污染,通过光谱分析确定其大气特征。
2026-03-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Testing the Metal of Late-Type Kepler Planet Hosts with Iron-Clad Methods
研究表明,海王星大小的行星的F、G和早期K矮星宿主并不优先富含金属。然而,不太清楚是否同样适用于晚K和M矮行星宿主。本文报道了有效温度低于4500 K的开普勒目标和候选凌日行星宿主的金属丰度。我们使用新的金属校准,以确定[Fe/H]从可见光和近红外光谱。我们发现开普勒观测到的晚K矮星和晚M矮星的金属丰度分布与太阳邻域的分布是一致的。此外,我们发现,地球到海王星大小的行星的主机具有金属丰度与那些缺乏检测到的行星一致,并排除了先前声称的两个分布之间的0.2 dex偏移在6sigma置信度。我们还表明,晚K和M矮星托管多个检测到的行星的金属丰度与那些缺乏检测到的行星是一致的。我们的研究结果表明,多个类地行星和海王星大小的行星可以形成在晚K和M矮星周围,金属丰度低至太阳值的0.25。海王星大小的行星围绕着这种低金属量的M矮星运行,这表明吸积行星收集了盘中的大部分或所有固体,并且巨行星的潜在核心可以很容易地在M矮星周围形成。与太阳型恒星相比,M矮星周围的巨行星数量较少,这一定是由于相对较快的盘蒸发或较慢的核心吸积速率,而不是没有足够的固体形成核心。
2013-04-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
EDEN Survey: Small Transiting Planet Detection Limits and Constraints on the Occurrence Rates for Late M Dwarfs within 15 pc
地球大小的系外行星,过境附近,晚光谱型红矮星将是主要目标的大气特征在未来十年。然而,这样的系统很难通过像开普勒或TESS这样的广域凌日调查找到。因此,这种凌日行星的存在是未经探索的,并且在晚M矮星周围的短周期地球大小的行星的出现率仍然受到很大的限制。在这里,我们提出了最深的光度监测活动的22个附近的晚M矮星,使用数据从500多个夜晚的7个1-2米级望远镜。我们的调查包括所有已知的单一的静态北部晚M矮星在15 pc。我们使用过境注入和回收测试来量化我们的调查的完整性,成功地识别大多数($>80\%$)过境短周期(0.5-1 d)的超级地球($R > 1.9 R_\oplus$),并敏感($\sim50\%$)过境地球大小的行星($1.0-1.2 R_\oplus$)。我们对过境的高度敏感性和接近零的假阳性率表明了一种有效的调查策略。我们的调查没有产生过境行星检测,但它提供了最敏感的过境行星绕我们的目标恒星的上限。最后,我们探讨了关于晚M矮星周围短周期行星(从地球大小的行星到巨行星)的出现率的多种假设。例如,我们表明,短周期($<1$天)的巨行星在我们的目标恒星周围是不常见的。我们的数据集提供了一些关于类TRAPPIST-1恒星周围短周期行星出现率的见解,我们的结果可以帮助测试行星形成和系统演化模型,并指导未来对附近晚M矮星的观测。
2023-02-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Reduced late bombardment on rocky exoplanets around M-dwarfs
化学还原的星子对早期地球的海洋蒸发影响被认为是催化大气中还原态氮化合物的产生,并触发了生物前体的合成,尽管岩石圈被氧化。虽然地球化学证据支持地球上有一个干燥、高度还原的晚期单板,但由于其宿主的主序前阶段延长,低质量恒星周围的晚期撞击碎片的成分易受挥发性损失的影响。我们进行模拟的后期行星形成整个M-矮星的质量谱,以获得上限减少轰击纪元Hadean模拟环境。我们对比太阳系的情况下,不同的初始挥发性分布,由于延长原始失控温室阶段的原行星和干燥的较小的星子内部辐射加热。我们发现,随着恒星质量的减小,后期吸积的还原作用的速率也在减小。恒星$\leq$ 0.4 $M_\odot$周围的年轻行星没有经历足够的质量的影响,一旦它们的恒星达到主序星,就不会产生与生命前相关的浓度减少的大气化合物。对于M-矮行星来说,挥发物的浓度不超过地球的浓度,微行星和较大的原行星都必须经历广泛的脱挥发分过程,并且通常可以从长期存在的岩浆海洋阶段中出现,具有足够的大气成分来排出次级大气。我们的研究结果表明,年轻的岩石系外行星上的瞬时减少的表面条件有利于FGK-恒星类型相对于M-矮星。
2022-09-27 astro-ph.EP physics.geo-ph
Uniform Forward-Modeling Analysis of Ultracool Dwarfs. II. Atmospheric Properties of 55 Late-T Dwarfs
我们提出了一个大的前向建模分析55晚T(T7-T9)矮星,使用低分辨率($R\approx150$)近红外光谱和无云Sonora-Bobcat模型大气。我们推导出对象的有效温度,表面重力,金属丰度,半径,质量和光度使用我们新开发的贝叶斯框架,并使用由此产生的人口属性来测试模型大气。我们发现:(1)我们的天体的拟合金属丰度比邻近恒星的低0.3-0.4 dex;(2)由光谱参数得出的它们的年龄年轻得令人难以置信;(3)在给定的光谱类型下,它们的拟合温度显示出与经验温标相似的分布,但对于$\geqslant$ T8矮星来说,$\sim100$ K更热;(4)它们的光谱推断质量小得不符合物理学。这些结果表明,Sonora-Bobcat假设的无云和化学平衡的气氛不充分再现晚T矮星光谱。我们还发现了一个重力-和金属性-温度的依赖性。结合我们的样本的所得参数后验,我们量化了表面重力和金属丰度之间的简并性,使得$Z$的增加与$\log{g}$的$3.4\times$增加相结合,导致具有相似拟合参数的光谱。我们注意到我们的1.0-2.5 $μ$ m光谱和Sonora-Bobcat模型之间的系统差异是$\approx$ 2-4%的对象的峰值$J$ -带通量,这意味着建模系统将超过测量不确定性时,分析数据与$J$ -带S/N $\gtrsim50$。使用我们的大样本,我们检查拟合残差作为波长和大气特性的…
2021-05-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
The SPHINX M dwarf Spectral Grid. II. New Model Atmospheres and Spectra to Derive Fundamental Properties of mid-to-late type M-dwarfs
SPHINX II通过改进的模型大气和光谱,提高了中至晚期M矮星基本属性的确定精度。
2025-12-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Uniform Retrieval Analysis of Ultra-cool Dwarfs. IV. A Statistical Census from 50 Late-T Dwarfs
褐矮星的光谱是探索其大气中发生的化学和物理的关键。晚T矮星的光谱是特别诊断,由于其相对无云的大气和深分子带。使用强大的大气检索工具,适用于这些对象的光谱,分子/原子丰度,重力和垂直热分布的直接约束,可以获得使广泛的探索在其大气中运行的化学/物理机制。我们提出了一个统一的检索分析低分辨率IRTF SpeX近红外光谱的样本50 T矮星,包括新的观察,作为最近的体积有限的调查的一部分。这一分析将T矮星的样本与检索到的温度剖面和丰度(H $_2$ O、CH $_4$、NH $_3$、K以及随后的C/O和金属丰度)相比增加了四倍以上。我们通常能够将有效温度限制在50 K以内,将主要物种的体积混合比限制在0.25dex以内,将大气金属丰度[M/H]限制在0.2以内,将C/O比限制在0.2以内。我们比较我们检索到的约束的热结构,化学,这些对象的重力与自洽的辐射-对流平衡模型的预测,并发现,在一般情况下,虽然有大量的散射,与太阳的成分化学和热配置文件的邻近恒星FGK人口的一致性。文本中更彻底地讨论了两种建模技术之间存在显着差异的对象以及导致其差异的潜在机制,无论是与建模方法相关还是与物理动机相关。
2022-06-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Auroral radio emission from late L and T dwarfs: A new constraint on dynamo theory in the substellar regime
我们用卡尔G. Jansky甚大阵列(VLA),以调查与大规模极光流相关的高度圆偏振无线电发射的存在。以前的调查涵盖了约60个L 6或更高的目标,在这个光谱范围内,只有一个检测。我们的样本包括先前检测到的T6.5矮星2 MASS 10475385+2124234以及5个新的目标,这些目标是由于H-α发射或光学/红外光度变化的存在而选择的,这些都是极光活动的可能表现。我们检测到2 MASS 10475385+2124234,以及我们的偏置样本中的5个目标中的4个,包括强IR变量SIMP J 01365662 +0933473和明亮的H-α发射体2 MASS 12373919+6526148,加强了这些不同波长的活动相关的可能性。无线电发射频率对应于每个矮星表面附近的下限磁场强度的精确测定,这个新的样本提供了强大的限制发电机理论在低质量的褐矮星制度。确认5/6个靶的磁场>2.5 kG。我们的研究结果提供了初步的证据表明,发电机在这种质量制度可能是不一致的预测值从最近提出的模型。在更高的射频上进行进一步的观测对于验证这一论断是必不可少的。
2015-11-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Discovery of the Exceptionally Short Period Ultracool Dwarf Binary LP 413-53AB
我们报告的检测大振幅,快速径向速度(RV)的变化和线分裂的高分辨率凯克/NIRSPEC光谱的M9矮LP 413-53。我们将这些特征归因于二进制运动。分析15年的数据,我们推断初步轨道周期为0.7106156 $\pm$ 0.000002天,偏心率为0.0088 $\pm$ 0.0017,主RV半振幅为23.70 $\pm$ 0.05 km s $^{-1}$,次级RV半振幅为28.41 $\pm$ 0.06 km s $^{-1}$,意味着体系质量比$M_\mathrm{secondary}$ / $M_\mathrm{primary}$ = 0.8340 $\pm$ 0.0017。这些测量结果表明LP 413-53是迄今为止发现的周期最短的超冷双星,也是已知的分离最小的主序星双星之一。该系统的位置和速度排除了先前报告的毕宿星移动群成员,并表明这可能是一对演化的(年龄$\gtrsim$ 1 Gyr),质量非常低的恒星。假设质量与演化的晚M和L矮星一致,我们估计轨道间隔为0.0081 $-$ 0.0084 AU或17 $-$ 19恒星半径,轨道倾角为24 $^{\circ}$,使得该系统不太可能出现日食事件。这些恒星在年轻时的较大半径会使它们在系统当前的分离处接近接触,我们推测该系统经历了动力学演化,无论是通过轨道角动量损失还是通过潮汐循环喷射第三分量。虽然需要进一步的观测来完全限…
2023-02-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Two late-T dwarfs at kiloparsec distances revealed by JWST UNCOVER survey
Nanjing University(南京大学);ShanghaiTech University(上海科技大学);Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA(天体生物学中心(CAB),西班牙国家航空航天技术研究所与高等科学研究委员会联合实验室)
通过JWST UNCOVER调查发现两颗晚T型棕矮星,揭示其在银河系外缘的空间分布特征,表明近红外光度计对晚T型棕矮星具有高灵敏度,但需光谱学区分L型和高红移星系。
2026-02-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR