Probing the terminator region atmosphere of the Hot-Jupiter XO-1b with transmission spectroscopy
我们在这里报告了热木星XO-1b的第一个红外光谱。这些观测是在XO-1系统的一次日食期间用哈勃太空望远镜上的NICMOS仪器获得的。在1.2和1.8微米之间的近光子噪声限制光谱学使我们能够以良好的精度确定这个热木星的行星大气的主要成分。这是第三个在近红外光谱数据中可以获得的热木星大气层。光谱显示存在水蒸气（H2O）、甲烷（CH 4）和二氧化碳（CO 2），并暗示可能存在一氧化碳（CO）。我们表明，公布的IRAC二次过境发射光度数据是兼容的大气成分在终止器确定的NICMOS光谱，与一系列可能的混合比和热配置文件;需要额外的发射光谱数据，以减少可能的解决方案的简并性。最后，我们注意到XO-1b和HD 209458 b的1.2-1.8微米透射光谱之间的相似性，这表明这两个系统除了具有相似的恒星/轨道和行星参数外，还可能具有相似的系外行星大气成分。
2010-02-12 astro-ph.EP
Aeolus: A Markov--Chain Monte Carlo code for mapping ultracool atmospheres. An application on Jupiter and brown dwarf HST light curves
从观测到的行星光谱和相位曲线推导云量及其时间演变可以让我们对大气动力学有更深入的了解。在本文中，我们提出了Aeolus，一个马尔可夫链蒙特卡罗代码，映射棕矮星和其他超冷大气的结构。我们在一组独特的木星哈勃太空望远镜（HST）光变曲线上验证了风神。风神精确地检索木星大气层的主要特征的属性，如大红斑和一个主要的5微米热点。Aeolus是第一个在整个旋转周期内对巨行星进行实际观测的映射代码。在这项研究中，我们将Aeolus应用于2 MASSJ 21392676 +0220226和2 MASSJ 0136565 +093347的J和H波段HST光变曲线。Aeolus在这两颗棕矮星的大气层顶部（每个观测波长）检索了三个点，表面覆盖率分别为21+-3%和20.3+-1.5%。木星HST光变曲线将通过ADS/VIZIR公开提供。
2015-10-14 astro-ph.EP
Characterizing the Atmospheres of the HR8799 Planets with HST/WFC3
我们目前的结果，从哈勃太空望远镜（HST）的程序表征的大气外两颗行星，在HR 8799系统。这些图像是使用宽视场相机3在三个近红外中波段滤波器-F098 M，F127 M和F139 M中拍摄的。三个过滤器之一对地面观测无法到达的水吸收带敏感，为这些年轻巨行星大气层的热发射提供了独特的探测。观测是在30个不同的航天器滚动，使角差分成像，并与Karhunen-Loeve图像投影（KLIP）例程，一个先进的图像处理算法适用于HST数据的完整数据集进行了分析。为了实现所需的高对比度在亚弧秒分辨率，我们利用HST的指向精度与改进的流水线相结合，该流水线设计用于将抖动的角度差分成像数据与设计用于提高图像分辨率和准确测量光度的算法相结合。结果包括F127 M（$J$）探测到的外行星，HR 8799 b和c，以及在水波段（F139 M）过滤器中首次探测到的HR 8799 b。HR 8799 c的F127 M测光与拟合的大气模型吻合良好，解决了长期以来难以一致地模拟该行星的近红外通量的问题
2015-08-10 astro-ph.EP
A new look at NICMOS transmission spectroscopy of HD189733, GJ-436 and XO-1: no conclusive evidence for molecular features
我们提出了一个重新分析档案HST/NICMOS透射光谱的三个系外行星系统; HD 189733，GJ-436和XO-1。HD 189733和XO-1声称可以检测到几种分子，包括H2O、CH 4和CO2，但GJ-436的系统噪声导致了类似大小的特征。这些数据由覆盖行星凌日的时间序列棱镜光谱组成。在独立的波长通道中提取光变曲线后，我们使用线性去相关技术来解释仪器系统学（这在该领域正成为标准），并测量行星与恒星的半径比作为波长的函数。对于HD 189733，透射光谱的不确定性明显大于先前报道的不确定性。我们还发现，当使用不同的出过境轨道，以消除系统，当一些参数被排除在去相关过程中，或者当我们执行的去相关与二次函数，而不是线性函数的传输谱是相当大的改变。考虑到没有物理原因认为基线通量应该被建模为任何特定参数集的线性函数，我们将其解释为线性去相关技术不是从每个波长通道的光变曲线中去除系统效应的鲁棒方法的证据。对于XO-1，测量的光变曲线去相关的参数将需要外推到过境轨道，以消除系统性，我们不能重现以前报道的结果。我们的结论是，由此产生的NICMOS传输光谱太依赖于用于删除系统被认为是强大的检测分子物种在行星大气的方法，虽然这些分子的存在并不排除。
2010-10-08 astro-ph.EP
A multi-wavelength look at the GJ 9827 system -- No evidence of extended atmospheres in GJ 9827 b and d from HST and CARMENES data
GJ 9827是一颗明亮的恒星，拥有一个由三颗凌日行星组成的行星系。作为一个多行星系统，行星在类地行星和气态行星之间的半径间隙的边界内蔓延，GJ 9827是研究具有共同演化历史的近距离行星的大气演化及其对恒星辐照的依赖性的最佳目标。在这里，我们报告了哈勃太空望远镜（HST）和CARMENES过境观测GJ 9827行星b和d。我们利用紫外HST光谱对恒星和星际介质进行了表征，得到了Ly-alpha和MgII的通量F（Ly-alpha）=（5.42+0.96-0.75）X 10^{-13} erg cm^{-2} s^{-1}和F（MgII）=（5.64 +- 0.24）X 10^{-14} erg cm^{-2} s^{-1}。我们还研究了一个可能的吸收签名Ly-alpha在GJ 9827 b的大气中的过境事件期间从HST光谱，以及H-α和HeI签名的GJ 9827 b和d的大气从CARMENES光谱。我们在两颗行星上都没有发现大气层扩张的证据。这一结果也得到了我们基于该系统所有三颗行星的测量辐射场对质量损失的分析估计的支持，这导致GJ 9827 b，c和d的质量损失率分别为0.4，0.3和0.1行星质量/Gyr。这些数值表明，这些行星可能在演化过程中迅速失去了挥发物，并且在目前阶段可能没有大气层。
2021-01-15 astro-ph.EP
HST PanCET program: A Cloudy Atmosphere for the promising JWST target WASP-101b
我们目前的结果，从哈勃太空望远镜（HST）全色比较系外行星宝库（PanCET）计划的WASP-101 b，一个高度膨胀的热木星和詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）早期发布科学（ERS）计划提出的社区目标之一的第一次观测。通过对WASP-101 b的单次观测，发现WASP-101 b的近红外透射光谱中没有明显的H $_2$ O吸收特征，因此排除了13σ处的清晰大气的可能性。因此，WASP-101 b不是JWST ERS计划的最佳目标，该计划旨在观察强分子传输特征。我们将WASP-101 b与经过充分研究且几乎相同的热木星WASP-31 b进行了比较。这两颗双行星在近红外波段显示出相似的温度-压力分布和大气特征。我们认为与WASP-101 b和WASP-31 b处于相同参数空间的系外行星也将表现出多云的透射光谱特征。对于未来的HST系外行星研究，我们的分析还表明，为了避免不必要的仪器系统学，探测器上的每个像素需要超过一个较低的计数限制。
2017-01-03 astro-ph.EP
The Featureless HST/WFC3 Transmission Spectrum of the Rocky Exoplanet GJ 1132b: No Evidence For A Cloud-Free Primordial Atmosphere and Constraints on Starspot Contamination
围绕着一颗距离12 pc的M矮星运行的凌日系外行星GJ 1132 b是透射光谱学的主要目标。GJ 1132 b的质量是地球质量的1.7倍，半径是地球半径的1.1倍，其体积密度表明这颗行星是岩石行星。然而，在580 K的平衡温度下，GJ 1132 b可能仍然保留了一些大气层的外观。了解这种大气层是否存在及其组成对于了解绕M矮星运行的类地行星的大气层如何演变至关重要。利用哈勃空间望远镜（HST）的WFC 3（Wide Field Camera 3）观测了GJ 1132 b的5次凌日。我们发现了一个从1.1- 1.7微米的无特征的透射光谱，排除了无云的大气与金属度<300x Solar with >4.8 $σ$的信心。我们将WFC 3的结果与TESS和档案宽带和光谱观测的过境深度相结合，找到了0.7- 4.5微米的无特征光谱。GJ 1132 b有高平均分子量的大气，拥有高空气溶胶层，或实际上没有大气。需要更高精度的观测来区分这些可能性。我们探讨了热和冷的恒星黑子对观测到的透射光谱GJ 1132 b的影响，量化了斑点引起的过境深度特征的幅度。使用一个简单的泊松模型，我们估计点的温度对比度，点覆盖率，和点的大小为GJ 1132。这些限制，以及建模框架，可能是有用的GJ 1132 b或其他行星过境类似的不活跃的M矮星的未来观测。
2021-05-21 astro-ph.EP
L 98-59: a Benchmark System of Small Planets for Future Atmospheric Characterization
L 98-59是一颗M3 V矮星，拥有三颗小行星（R < 1.6地球半径）。主恒星很明亮（K = 7.1），并且在附近（10.6 pc），这使得该系统成为哈勃太空望远镜（HST）和即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）后续表征的主要目标。在这里，我们使用模拟透射光谱来评估HST和JWST假设不同大气场景（例如，以H2、H2O、CO2或O2为主的气氛）。我们发现，H2O和CH 4存在于一个低平均分子量的大气中，可以检测到与HST在1个过境的两个最外层的行星，而H2O在一个明确的蒸汽大气中可以检测到在6个过境或更少的与HST的所有三个行星。我们预测，使用JWST/NIRISS的观测将能够检测到一个明确的蒸汽大气中的每个行星1凌日，和H2O吸收在一个朦胧的蒸汽大气中的2凌日或更少。在一个明确的，干燥的大气中，O2吸收可能是检测到的所有三个行星的NIRISS。如果L98 -59行星拥有清晰的金星般的大气层，NIRSpec可以在每个行星26次凌日内检测到CO2，但H2SO 4云的存在会显著抑制CO2的吸收。L 98-59系统是一个很好的实验室，用于凌日多行星系统的比较行星研究，通过HST和JWST对该系统的观测将提供一个独特的机会来测试本研究中提出的模型的准确性。
2021-06-01 astro-ph.EP
LBT transmission spectroscopy of HAT-P-12b: confirmation of a cloudy atmosphere with no significant alkali features
热的亚土星质量系外行星HAT-P-12 b是透射光谱学的理想目标，因为它的半径膨胀。我们用大双目望远镜（LBT）的多目标双摄谱仪（MODS）进行了一次凌日观测，获得了波长范围为0.4 - 0.9 $\sim$ m的大气透射谱。光谱相对平坦，没有显示出任何显著的钠或钾吸收特征。我们的结果是一致的修订哈勃太空望远镜（HST）的透射光谱的以前的工作，除了HST的结果表明，一个试探性的检测钾。钾的差异可能是HST数据集统计波动的结果。我们用一个广泛的云模型网格来拟合行星的透射光谱，并确认了行星大气中高海拔云的存在。对LBT和HST组合光谱进行拟合，其具有0.4 - 1.6 $\mathrmμ$ m的总波长范围。LBT/MODS光谱仪在透射光谱观测中具有独特的优势，因为它可以通过一次曝光覆盖宽的波长范围，并同时获得两组独立的光谱。
2020-08-19 astro-ph.EP
HST/WFC3 Constraints on the Abundances of OH and FeH in the Atmosphere of the Ultra-Hot Neptune LTT-9779 b
本研究利用HST/WFC3棱栅观测数据表征首颗超热海王星LTT-9779 b的大气，给出OH和FeH丰度的95%置信上限，发现其大气组成与平衡化学模型预测不符，暗示存在非平衡过程。
2025-05-17 astro-ph.EP
HST Transmission Spectra of the Hot-Neptune HD 219666 b: Detection of Water and the Challenge of Constraining Both Water and Methane
本文基于 HST/WFC3 透射光谱在热海王星 HD 219666 b 大气中以约 3σ 探测到水但未偏好甲烷，并探讨仅靠 HST 数据约束甲烷的困难及 JWST 的解决潜力。
2025-05-07 astro-ph.EP
Hubble WFC3 Spectroscopy of the Terrestrial Planets L~98-59~c \& d: No Evidence for a Clear Hydrogen Dominated Primary Atmosphere
附近明亮的M矮星L~98-59有三颗地球大小的行星。在描述这些行星周围的大气层时仍然存在的一个挑战是，我们无法先验地知道它们是否拥有任何大气层。本文利用HST/WFC 3的G141棱镜的近红外光谱资料，对L~98-59~c和L~98-59~d的大气进行了研究。对于这两颗行星，我们可以在$\sim$ 3~sigma的置信水平上拒绝由氢和氦主导的清晰大气的假设。因此，它们可能有一个以氢为主的原始大气层和一个不透明的云层，或者已经失去了以氢为主的原始大气层，重新建立了一个次要的稀薄大气层，或者根本没有大气层。我们无法使用目前的HST数据区分这两颗行星的这些情况。JWST的未来观测将能够证实L~98-59~c和d附近大气的存在并确定其组成。
2022-12-19 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
Maps of Evolving Cloud Structures in Luhman 16AB from HST Time-Resolved Spectroscopy
WISE J104915.57-531906.1是距离我们太阳系最近的褐矮星双星，由两颗处于L/T转换的褐矮星组成：Luhman 16 A和B。本文给出了Luhman 16 A的第一张图和Luhman 16 B两个时期的图。我们的地图是通过应用Aeolus创建的，Aeolus是一种马尔可夫链蒙特卡罗代码，可以使用哈勃太空望远镜的G141和G102 grisms绘制褐矮星和其他超冷大气的大气层顶部结构，以Luhman 16 A和B的光变曲线。Aeolus在Luhman 16 A和B的大气层顶部获得了三个或四个点，表面覆盖率分别为19%-32%（取决于假设的5小时或8小时的旋转周期）或21%-38.5%（取决于观测时期）。最佳拟合模型的亮点的亮度温度比背景大气层顶部高约200 K。我们将我们的Luhman 16 B地图与之前出版的唯一地图进行了比较。有趣的是，我们的地图包含一个大的，比背景低纬度大气层顶部更冷的点（DT~51 K），与以前的Luhman 16 B地图一致。最后，我们报告了在Luhman 16 B光变曲线中重新出现的特征的检测，这些光变曲线彼此相隔数十个旋转。我们推测这一特征与Luhman 16 B的大气层顶结构有关。
2016-05-05 astro-ph.EP
Exploring the Ability of HST WFC3 G141 to Uncover Trends in Populations of Exoplanet Atmospheres Through a Homogeneous Transmission Survey of 70 Gaseous Planets
我们提出了70个气态太阳系外行星的大气分析，通过过境光谱与哈勃的宽视场相机3（WFC 3）。对于超过一半的这些，我们统计检测光谱调制，我们的检索属性的分子物种。其中，我们使用贝叶斯分层模型搜索与散装参数的化学趋势。我们使用提取的水丰度来推断大气金属丰度，并将其与行星的质量进行比较。我们还进行了化学平衡反演，直接拟合大气金属丰度。然而，尽管以前的研究已经发现了质量-金属丰度趋势的证据，但我们在数据中没有发现这种关系。对于我们样本中较热的行星，我们通过H $^-$不透明度发现了二氢和水热解离的证据。我们认为，在这项人群研究中普遍缺乏趋势可能是由于i）HST WFC 3 G141提供的光谱覆盖不足，ii）整个人群缺乏简单的趋势，iii）这项研究的目标选择基本上是随机的，或者iv）上述所有因素的组合。我们阐述了如何从这个庞大的数据集中学习，以确保未来可以使用JWST，Twinkle和Ariel等设施进行比较行星学。我们的结论是，需要一个更广泛的同时频谱覆盖，以及一个更结构化的方法来选择目标。
2022-11-01 astro-ph.EP
Hazes and clouds in a singular triple vortex in Saturn's atmosphere from HST/WFC3 multispectral imaging
在本文中，我们使用HST/WFC 3多光谱成像研究了土星大气层中三重涡旋的垂直薄雾和云结构，其纬度范围为55 N-69 N（del Rio- Gaztelurrutia et al.，2018）。这些观测是在2015年6月29日至30日和7月1日期间在10个不同的滤光片上进行的，覆盖了225 nm至937 nm的光谱范围，包括889 nm的深层甲烷带。绝对反射率测量的这个区域在所有波长下，并根据一些照明和观察的几何形状与由辐射转移模型产生的值拟合。在这个波长范围内的反射率的变化大多可以归因于对流层霾的变化。反气旋在光学上更厚（$τ\sim$ 25比$\sim$ 10），垂直延伸更长（$\sim$ 3气体高度比$\sim$ 2），其底部位于大气中更深的地方（550毫巴比500毫巴）。
2019-05-27 astro-ph.EP physics.ao-ph
A HST/WFC3 Thermal Emission Spectrum of the Hot Jupiter HAT-P-7b
对几个最热的热彗星的二次日食观测显示出无特征的黑体光谱或分子发射特征，这与这些大气中存在的热反转是一致的。理论预测了在有逆温的较暖大气和没有逆温的较冷大气之间的过渡，但确切的过渡点是未知的。为了进一步研究这个问题，我们用哈勃太空望远镜（HST）WFC 3仪器观测了热木星HAT-P-7 b的两次次日食，并将这些数据与以前的斯皮策和开普勒二次日食观测相结合。HST和Spitzer数据可以很好地用一个带有$T=2692 \pm 14$ K的黑体来拟合，Kepler数据点将几何拟合约束为$A_{g}=0.077 \pm 0.006$。我们用三维GCM和一维自洽正演模型模拟了这些数据。一维模型表明，大气有一个逆温，弱热再分配，和水的离解，限制了探测的压力范围。这一结果表明，WFC 3对HAT-P-7 b和其他一些可能的超热彗星的观测看起来像黑体，因为它们探测的是对流层顶附近的一个区域，那里的大气温度随压力缓慢变化。此外，1D模型约束大气金属丰度（$[\text{M/H}]=-0.87^{+0.38}_{-0.34}$）和碳氧比（99%置信度下的C/O $<1$）。太阳成分三维GCM匹配斯皮策数据，但一般低估了WFC 3带通的通量，不能再现其无特征的形状。这种差异可以用高大气阻力或夜侧云来解释，并可能通过詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）的进一步观测得到更好的理解。
2018-05-01 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
VLT FORS2 comparative transmission spectroscopy: Detection of Na in the atmosphere of WASP-39b from the ground
我们提出了温暖的土星质量系外行星WASP-39 b的透射光谱，该光谱是由甚大望远镜（VLT）FOcal减速器和光谱仪（FORS 2）在411- 810 nm的波长范围内制作的。在V = 12.1星等的恒星上，以10 nm波长箱测量的凌日深度的典型精度为百万分之240（ppm）。我们检测到钠吸收特征（3.2西格玛），并找到钾的证据。地面的透射光谱与哈勃太空望远镜（HST）的光谱学一致，加强了对WASP-39 b具有基本清晰大气层的解释。我们的研究结果表明，最近升级的FORS 2光谱仪的光学透射光谱的巨大潜力，从地面获得HST质量的光变曲线。
2016-10-04 astro-ph.EP
Constraining Europa's subsolar atmosphere with a joint analysis of HST spectral images and Galileo magnetic field data
我们通过结合两组观测数据来限制木卫二在太阳下半球的稀薄大气：来自哈勃太空望远镜（HST）光谱图像的1304 ° C和1356 ° C处的氧气排放，以及来自其最近遭遇E12飞越的伽利略磁场测量。我们描述木卫二的大气中有三种中性气体：全球分子（$\mathrm{O_2}$）和原子氧（O），和本地化的水（$\mathrm{H_2O}$）目前作为一个近赤道的羽流和作为一个稳定的分布集中在太阳下点的月球的后半球。我们基于Roth（2021）和磁场数据的OI 1356与OI 1304排放的比率的组合建模使我们能够推导出对欧罗巴大气中$\mathrm{O_2}$和$\mathrm{H_2O}$的密度和位置的限制。我们证明，$\mathrm{O_2}$的$50\%$和来自Roth（2021）的$\mathrm{H_2O}$丰度的$50\%$和$75\%$之间的$50\%$需要联合解释HST和伽利略测量。这些值的条件是$\mathrm{O}$的柱密度接近Roth（2021）推导的$6 \times10^{16}~\mathrm{m}^{-2}$的上限，以及日下点周围强烈受限的稳定$\mathrm{H_2O}$大气。我们的分析产生的列密度$1.2 \times10^{18}~\mathrm{m}^{-2}$的$\mathrm{O_2}$，和$1.5 \times10^{19}~\mathrm{m}^{…
2022-08-29 astro-ph.EP physics.space-ph
HST observations of the limb polarization of Titan
土卫六是一个很好的测试案例，详细研究散射偏振从厚厚的朦胧大气。我们提出了第一个肢体极化测量土卫六，这是比较作为一个测试我们的肢体极化模型。以前未发表的成像偏振从HST档案提出解决泰坦磁盘。我们确定的肢体极化和径向肢体极化配置文件的通量加权平均值，并调查由于我们的观察有限的空间分辨率的极化信号的退化和抵消效果。考虑到这一点，我们得到的土卫六的肢体极化校正值。结果进行了比较与肢体偏振模型，使用大气和雾霾散射参数的文献。在250 nm和2000 nm之间的波长带中，检测到约2- 7%的强分支偏振，其中位置角垂直于分支。分数极化在1微米左右最高。作为第一近似，极化似乎沿着整个边缘同样强。探测到的偏振与旅行者2号、先锋11号和惠更斯号探测器先前的偏振观测结果一致。我们的研究结果表明，土卫六的边缘偏振的地面监测测量可能是有用的，调查当地的阴霾属性和土卫六的阴霾大气的短期和季节性变化的影响。与土卫六相似的有着朦胧大气层的行星，特别适合用VLT即将推出的行星发现仪器的偏振模式进行探测。因此，很好地了解土卫六的偏振特性对于寻找和研究太阳系外行星也很重要。
2014-09-11 astro-ph.EP
HST hot-Jupiter transmission spectral survey: Clear skies for cool Saturn WASP-39b
我们提出了从0.29-1.025微米的冷土星质量系外行星WASP-39 b的HST STIS光学透射光谱，以及斯皮策IRAC在3.6和4.5微米的补充过境观测。WASP-39 b的低密度和大气压标度高度使其特别适合使用这种技术进行大气表征。我们检测到一个瑞利散射斜率以及钠和钾的吸收功能，这是第一个系外行星中，这两个碱的功能都清楚地检测到扩展的翅膀预测无云大气模型。完整的透射光谱与清晰的，以H2为主的大气或含有来自霾的微弱贡献的大气很好地匹配，与Sing等人（2016）中提出的这些数据的初步减少很好地一致。WASP-39 b的压力-温度分布预计与HD 189733 b和WASP-6 b相当，使其成为我们在HST STIS调查中观察到的最冷的过境气体巨星之一。尽管有这种相似性，WASP-39 b似乎在很大程度上是无云的，而HD 189733 b和WASP-6 b的透射光谱都表明存在高海拔云或霾。这些观测结果进一步强调了短周期轨道上多云和无云气体巨行星的惊人多样性，以及与开发这些大气的预测云模型相关的相应挑战。
2016-08-04 astro-ph.EP
Hubble WFC3 Spectroscopy of the Rocky Planet L 98-59 b: No Evidence for a Cloud-Free Primordial Atmosphere
我们正在使用来自凌日系外行星L~98-59~b的HST存档数据来限制其潜在的热大气。我们分析了五次过境访问的数据，并使用Iraclis提取了最终的组合传输频谱。然后，我们使用逆大气反演代码TauREx分析组合透射谱。在透射光谱中，在1.40~ $μm$和1.55~ $μm$附近存在弱吸收特征，可以用富含HCN的多云大气来模拟。然而，不切实际的高丰度的HCN推导不能解释任何平衡化学模型与合理的假设。因此，最有可能的情况是，L~98-59~b在WFC 3/G141带通中具有平坦的、无特征的透射光谱，这是由于具有高平均分子量的薄大气、具有不透明气溶胶层的大气或没有大气，并且L~98-59~b不太可能具有明显的以氢为主的原始大气。由于HST/WFC 3 G141棱镜观测的波长覆盖范围窄，光谱分辨率低，我们无法区分这些不同的场景。我们的模拟表明，未来詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）在更宽波长范围内的更高精度测量可以用来更好地表征L~98-59~b的行星大气。
2022-10-19 astro-ph.EP
Dynamic mineral clouds on HD 189733b II. Monte Carlo radiative transfer for 3D cloudy exoplanet atmospheres: combining scattering and emission spectra
随着当前和新一代望远镜对系外行星大气层的三维空间特性进行越来越详细的观测，具有不均匀不透明度结构的云形成大气层的三维散射效应建模对于解释观测数据变得越来越重要。我们模拟了HD 189733b的模拟云形成，不均匀的不透明度，热木星大气的散射和发射特性。我们将我们的结果与HST和Spitzer数据进行比较，并量化了三维多重散射对大气可观测特性的影响。我们讨论了HD 189733b的潜在观测特性，用于即将到来的TESS和CHEOPS任务。我们开发了一个Monte Carlo辐射转移代码，并将其应用到我们的三维辐射流体动力学，云形成模拟HD 189733 b的后处理输出。为了提高云粒子散射事件的信噪比，我们采用了三种方差缩减技术：下一个事件估计、生存偏置和复合发射偏置。对于云粒子散射事件，根据三维云形成RHD结果和随机采样构造对数正态面积分布，以模拟混合粒径的Rayleigh和Mie散射行为。恒星光子包入射在东昼半球主要表现为瑞利，单散射行为，而多散射发生在西半球。结合散射和热发射光的预测是一致的HST和斯皮策二次过境观测。我们的模型预测也是一致的光学波长基于地面的偏振测量和HST B波段测量的几何约束。我们预测HD 189733b在TESS和CHEOPS光度带的表观几何散射度分别为0.205和0.229。
2017-01-18 astro-ph.EP
HST/STIS transmission spectrum of the ultra-hot Jupiter WASP-76 b confirms the presence of sodium in its atmosphere
我们提出了一个大气透射光谱的超热木星WASP-76 b通过分析档案数据获得的空间望远镜成像光谱仪（STIS）上的哈勃太空望远镜（HST）。该数据集跨越三个凌日，两个波长覆盖范围在2900和5700阿姆斯特朗之间，第三个在5250和10300阿姆斯特朗之间。从一维，时间依赖性光谱，我们构建了白色和彩色光曲线，后者具有典型的集成带宽约200阿姆斯特朗。考虑到WASP-76的伴星，我们计算了与波长相关的行星-恒星半径比。由此产生的WASP-76 b的透射光谱主要是由一个光谱斜率的增加不透明度对较短的波长的振幅约三个标度高度的假设下，行星平衡温度。如果斜率是由瑞利散射引起的，我们导出了~870 K的温度下限。在先前从高分辨率光谱中检测到原子钠的基础上，我们使用以钠为中心的较窄波段重新分析了HST数据。从大气检索的透射光谱，我们报告的证据，钠在2.9西格玛的意义。在这种情况下，大气顶部（10-5 bar）的检索温度为2300 + 412 - 392 K。我们还发现了氢化钛的边缘证据。然而，需要更多的高分辨率地面数据来证实这一发现。
2020-03-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
NICMOS Kernel-Phase Interferometry I: Catalogue of Brown Dwarfs Observed in F110W and F170M
填补直接成像和径向速度测量之间的探测不足，将测试行星形成和（亚）恒星双星在整个半长轴范围内的理论，连接形成接近宽分离的气体巨星和亚恒星同伴。直接探测附近的伴星是出了名的困难：日冕仪和点扩散函数（PSF）减法技术在接近$λ/D$衍射极限时失败。我们提出了一个新的微弱的同伴检测管道称为阿格斯分析内核阶段，一个干涉观察类似于关闭阶段，从非冗余孔径掩蔽，但利用完整的未遮挡的望远镜孔径。我们展示了管道，和干涉测量的力量，通过对整个\emph{HST/NICMOS} F110 W和F170 M图像档案的114个附近的褐矮星（在7个不同的程序中观察到）进行同伴搜索。我们的管道能够检测同伴下降到$\sim10^2$的流量比在一半的经典衍射极限。我们没有发现新的同伴，但恢复和完善天体测量的19个以前的成像同伴（两个多个时代），并确认两个以前的内核相位检测。我们讨论了这种技术的局限性，相对于以前确认或建议的同伴的非检测。我们提出的对比度曲线，使人口研究，以利用非检测，并证明这种技术的实力，在分离不可访问的经典成像技术。我们的样本的二进制部分（$ε_b=14.4^{+4.7}_{-3.0}$ %）是与以前的二进制调查一致，即使与更严格的分离同伴的敏感性。
2022-08-31 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
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
Stellar surface inhomogeneities as a potential source of the atmospheric signal detected in the K2-18 b transmission spectrum
凌日系外行星的透射光谱学是一种经过验证的技术，可以获得有关行星大气层组成和结构的信息。然而，透射光谱可能会受到恒星光球层不均匀性的影响。这颗亚海王星大小的宜居带行星K2-18 b的大气层中有水吸收，这是哈勃太空望远镜（HST）的数据检测到的。在这里，我们研究是否报告的行星大气信号从HST透射光谱的K2-18 b，而不是由随时间变化的恒星斑点。我们建立了一个K2-18的时变光谱模型，该模型旨在匹配K2光度数据中的变化幅度，并使用该模型模拟了遵循K2-18 b观测策略的1000个HST数据集。其中超过1%的数据比最适合的系外行星大气模型更适合数据。在重新模拟生成合成HST观测结果后，我们发现40%的随机抽取将产生至少与K2-18 b的实际HST数据中所见的水平一样显著的大气检测。这项工作表明，推断检测到的大气层的K2-18 b可以解释为恒星光谱污染，由于不均匀的光球的K2-18。我们不排除在行星大气中检测到水的可能性，但提供了一个应该考虑的合理替代方案，并得出结论，需要更多的观测来完全排除恒星污染。
2021-09-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
