Atomic iron and titanium in the atmosphere of the exoplanet KELT-9b
系外行星的化学成分是限制其形成历史的关键因素。铁是最丰富的过渡金属,但由于其高度耐火的性质,从未在系外行星中直接检测到。KELT-9 b(HD 195689 b)是超热彗星的原型,跨越恒星和气态巨行星之间的过渡,并作为研究大气化学的独特实验室,因为它的平衡温度高达4050 +/- 180 K。这些性质意味着它的大气是一个严格约束的化学系统,预计将接近化学平衡和无云。先前预测,铁的谱线将在可见光波长范围内被检测到。在这样的高温下,铁和其他几种过渡金属不会被隔离在分子或云粒子中,而只以原子形式存在。在这里,我们报告的直接检测原子中性和单离子化铁(Fe和Fe+),和单离子化钛(Ti+)在KELT-9 b通过交叉相关技术应用于高分辨率光谱期间获得的主要过境的系外行星。
2018-08-16 astro-ph.EP physics.ao-ph
Exoplanet atmospheres at high resolution through a modest-size telescope. Fe II in MASCARA-2b and KELT-9b with FIES on the Nordic Optical Telescope
地面上的高分辨率光谱仪为我们提供了一个前所未有的关于太阳系以外行星大气动力学和化学的视角。虽然中型望远镜上有大量稳定和精确的高分辨率摄谱仪,但在大气层跟踪系外行星方面占主导地位的是孔径大于3.5米的天文台的摄谱仪。在这项工作中,我们探讨了潜在的特点外行星大气与FIES,高分辨率摄谱仪在2.56米北欧光学望远镜。我们观察到MASCARA-2 b(也称为KELT-20 b)的两次凌日和KELT-9 b的一次凌日,以寻找原子铁,最近使用大型望远镜在这些超热彗星的大气中发现了中性和电离形式的物质。使用互相关方法,我们在MASCARA-2 b的转变中在$4.5σ$和$4.0σ$水平检测Fe II的信号。我们还在$8.5σ$水平上检测到KELT-9 b转运中的Fe II。虽然我们在MASCARA-2 b的信号中没有发现任何明显的多普勒频移,但我们确实测量到KELT-9 b的特征有适度的蓝移(3-6 km/s),这可能是高速风将Fe II从行星的昼侧输送到夜侧的表现。我们的工作证明了用FIES研究系外行星大气的可行性,可能会利用安装在类似尺寸望远镜上的这种和其他高分辨率光谱仪来解锁大量额外的大气探测。
2022-03-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Revisiting KELT-19Ab, WASP-156b and WASP-121b in the TESS Era
我们对KELT-19 Ab,WASP-156 b和WASP-121 b的过境深度进行了重新分析,包括过境系外行星调查卫星(TESS)的数据。大的$\sim$ 21 $\arcsec$ TESS像元和点扩散函数导致附近天体对恒星通量的显著污染。我们使用盖亚数据来适应和消除这种贡献,为这种校正提供通用软件。我们发现,所有三个来源有一个更大的倾向,与早期的工作。对于WASP-121 b,我们发现与2分钟节奏数据相比,使用30分钟节奏数据时的倾斜度值显著更小(13.5度)。使用模拟,我们证明了系外行星与恒星的半径比($R_{p}/R_{\ast}$)是有偏小的相对于一个较大的采样间隔所采取的数据,虽然过采样校正减轻了偏见。这对于导出波段之间的子百分比传输差异特别重要。我们发现TESS波段的系外行星与恒星的半径比($R_{p}/R_{\ast}$)比KELT-19 Ab的小7.5 $σ$,但WASP-156 b和WASP-121 b的一致性在$\sim$ 2 $σ$以内。这种差异可能是由于分析中的具体选择,而不一定是由于大气特征的存在。KELT-19 Ab的结果可能有利于霾占主导地位的大气。我们没有找到证据表明$\sim$ 0.95\,$μ$ m水的功能污染过境深度在TESS波段的这些恒星,但表明,与光度精度为500 ppm和采样约200个观测整个过境,这一功能可以检测到在一个更窄的$z-$…
2021-11-18 astro-ph.EP
Hot Exoplanet Atmospheres Resolved with Transit Spectroscopy (HEARTS) VII. Detection of sodium on the long-transiting inflated sub-Saturn KELT-11 b
本研究利用HARPS光谱仪对长凌星膨胀亚土星KELT-11b进行连续三晚观测,成功探测到Na D1和D2线的钠过量吸收,揭示了其日侧至夜侧风场模式及显著未对齐的轨道,表明该行星是下一代望远镜大气表征的独特基准目标。
2022-09-01 astro-ph.EP
The PEPSI Exoplanet Transit Survey (PETS) IV: Assessing the atmospheric chemistry of KELT-20b
本研究利用LBT/PEPSI高分辨率发射光谱评估超热木星KELT-20b的大气化学,确认Fe I为主要光学不透明度来源,可能引起温度逆温,并探讨了与文献结果的差异及未来研究方向。
2023-10-13 astro-ph.EP
Exploring the atmospheric dynamics of the extreme ultra-hot Jupiter KELT-9b using TESS photometry
我们进行了相位曲线分析的KELT-9系统使用光度观测从美国宇航局的凌日系外行星调查卫星(TESS)。测得的二次日食深度和峰间大气亮度调制分别为$650^{+14}_{-15}$ ppm和$566\pm16$ ppm。这颗行星的亮度变化在二次日食的中点前几分钟达到最大$31\pm5$,表明白天的热点从亚恒星点向东移动了$5\overset{\circ}{.}2\pm0\overset{\circ}{.}9$。我们还检测到恒星脉动KELT-9的周期为$7.58695\pm0.00091$小时。TESS带通中KELT-9 b的昼侧发射与$4600\pm100$ K的黑体亮度温度一致。相应的夜面亮度温度是$3040\pm100$ K,与已知最热的系外行星的昼面温度相当。此外,我们检测到一个显着的相位曲线信号在第一谐波的轨道频率和边际信号在第二谐波。虽然第一谐波分量的振幅与假设平衡潮汐的预测椭球失真调制一致,但这种光度变化的相位相对于预期发生了变化。将KELT-9 b放置在具有相位曲线观测的其他系外行星的背景下,我们发现,升高的夜面温度和相对较低的昼夜温度对比度与包括H $_{2}$解离和重组的大气模型的预测一致。KELT-9 b的背侧温度意味着在0.1巴的大气成分中含有约50%的分子和50%的原子氢,背侧发射光谱明显偏离黑体,以及0.5-2.0 $μ$ m的透射光谱在低分辨率下没有特征。
2020-07-30 astro-ph.EP
High-resolution detection of neutral oxygen and non-LTE effects in the atmosphere of KELT-9b
氧气是在系外行星大气中检测到的许多最丰富分子的组成部分,也是追踪行星如何以及在何处形成的关键成分。特别是,OI 777.4 nm三重态被用来探测地球上的气辉和极光以及恒星大气中的氧丰度,但以前从未在系外行星大气中探测到过。我们提出了一个明确的地面探测中性氧777.4 nm三线在超热木星KELT-9 b,已知最热的巨行星的透射光谱。采用新的非局部热力学平衡(NLTE)辐射转移计算计算的合成光谱匹配的数据显着更好地比一个假设本地热力学平衡计算。这些NLTE的辐射转移计算表明质量损失率为10^8-10^9 kg s-1,超过了促进氧气和铁从大气中逃逸所需的10^7-10^8 kg s-1的下限。假设太阳氧丰度,NLTE模型指向需要的微湍流和宏观湍流加宽的3.0 pm 0.7 km s-1和13 pm 5 km s-1,分别表示中高层大气中存在快风。目前和即将推出的高分辨率光谱仪将允许在其他系外行星中检测777.4 nm的OI三重态,这是一个强大的工具,当与NLTE效应的前向建模相结合时,可以限制系外行星大气的关键特征。
2021-12-22 astro-ph.EP
Rapidly rotating stars and their transiting planets: KELT-17b, KELT-19Ab, and KELT-21b in the CHEOPS and TESS era
具有凌日行星的快速旋转早型主序星在许多方面都是令人感兴趣的。不幸的是,在这样的系统中的一些天体物理效应还没有很好地理解。因此,我们使用特征系外行星卫星(CHEOPS)对三颗具有凌日行星的快速旋转恒星(即KELT-17 b,KELT-19 Ab和KELT-21 b)进行了光度测量,并补充了凌日系外行星测量卫星(TESS)数据和光谱数据。我们的目的是调查自旋轨道错位及其光度学符号,因此对选定物体的高质量光变曲线进行了凌日不对称性、凌日持续时间变化和轨道进动测试。此外,我们进行了渡越时间变化分析,获得了新的恒星参数,并完善了系统参数。对于KELT-17 b和KELT-19 Ab,我们得到的行星半径比之前发现的要小得多。与CHEOPS数据的精度相比,重力暗化效应非常小。我们只能报告对KELT-21的恒星倾角的初步探测,它大约是60度。在KELT-17 b和KELT-19 Ab中,我们能够排除导致轨道进动的长期过境持续时间变化。与发现论文相比,KELT-19 Ab的过境时间较短,这可能是行星半径较小的结果。从这个角度来看,KELT-21 b是有希望的,但需要进一步精确的观测。我们没有发现任何令人信服的证据表明系统中存在其他物体。
2022-04-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Revisiting the secondary eclipses of KELT-1b using TESS observations
我们提出的过境行星KELT-1b %($R_p \simeq 1.15 R_J, M_p \simeq 27.23 M_J $)使用数据从过境系外行星调查卫星(TESS)的特征。循环$2$和扇区$17$期间的%。我们的光变曲线模型包括主星凌日和二次日食。在这里,我们使用高斯过程(GP)对系统噪声进行建模,并使用马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法将其拟合到数据中。对TESS光变曲线的模拟得到行星与恒星的半径比$p =$ $0.07652_{-0.00028}^{+0.00029}$和相对较大的二次食深度$388_{-13}^{+12}$ ppm。利用MCMC方法对KELT-1b的凌日星历进行了更新。最后,我们补充我们的工作,寻找过境时间变化(TTV)的KELT-1b。我们没有发现显着的变化,从恒定周期模型在我们的渡越时间数据。
2022-04-29 astro-ph.EP
TESS Hunt for Young and Maturing Exoplanets (THYME) XIV: A Comoving-Based Age Constraint for KELT-20
Center for Astrophysics — Harvard and Smithsonian(哈佛-史密森天体物理中心);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);The University of North Carolina at Chapel Hill(北卡罗来纳大学教堂山分校)
利用 Gaia DR3 数据,研究通过共动分析确定 KELT-20 年龄为 58 ± 5 Myr,为热木星形成动力学提供了关键约束。
2026-03-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet-star interactions with precise transit timing. I. The refined orbital decay rate for WASP-12 b and initial constraints for HAT-P-23 b, KELT-1 b, KELT-16 b, WASP-33 b, and WASP-103 b
理论计算和一些间接观测表明,在紧密轨道上的大质量系外行星必定会由于其宿主恒星内的潮汐耗散而衰变。这种轨道演变可以通过精确的过境时间在几十年的过程中观测到。行星内旋速率不仅可以帮助我们了解行星系统演化的某些方面,而且可以作为恒星内部结构的探测器。在本文中,我们提出的过境时间运动的结果,精心挑选的样本,发现是最好的候选人,探测行星-恒星潮汐相互作用的北半球的热彗星状行星。其中有WASP-12系统,它是拥有一颗下落的巨型系外行星的最佳候选者。我们的新观测支持WASP-12 b轨道衰变的情况,并使我们能够改进其速率。由此导出的主星潮汐质量参数Q '_{*} =(1.82 +/- 0.32)× 10^5与亚巨星的理论预言一致。对于其余的系统-- HAT-P-23、KELT-1、KELT-16、WASP-33和WASP-103 --我们的凌日时间数据显示与恒定周期模型没有偏差,因此对各个轨道衰变率进行了限制。至少有4个系统(HAT-P-23、KELT-1、WASP-33和WASP-103)的主恒星的潮汐质量参数被发现大于WASP-12的数值。这与发现是一致的,这些主机是主序星,其潮汐耗散的效率预计是相对较弱的。
2018-12-07 astro-ph.EP
Confirmation of Iron Emission Lines and Non-detection of TiO on the Dayside of KELT-9b with MAROON-X
我们目前的昼面热辐射观测最热的系外行星KELT-9 b使用新的MAROON-X光谱仪。我们检测原子线发射的信噪比为10,使用二进制掩模的互相关。对发射谱线的探测证实了KELT-9 b大气中存在逆温现象。我们还使用M矮星掩模来寻找TiO,TiO最近被用来解释该行星不寻常的\textit{HST} /WFC 3光谱。我们发现KELT-9 b的大气层与M矮星掩模不一致。此外,我们使用的大气检索方法放置的TiO体积混合比的上限为10 $^{-8.5}$(在99\%的置信度)。这一上限与用于匹配WFC 3数据的模型不一致,WFC 3数据至少需要一个数量级以上的TiO,因此表明需要对天基数据进行替代解释。我们的检索结果也强烈倾向于倒置的温度分布和原子/离子丰度在很大程度上与太阳组成的气体在热化学平衡的预期一致。例外的是Fe $^+$的回收丰度,比预测值高出约1-2个数量级。这些结果突出了大型地面望远镜上的高分辨率光谱仪在与新的检索技术结合使用时表征系外行星大气层的能力日益增强。
2021-10-19 astro-ph.EP
Search for planets in hot Jupiter systems with multi-sector TESS photometry. I. No companions in planetary systems KELT-18, KELT-23, KELT-24, Qatar-8, WASP-62, WASP-100, WASP-119, and WASP-126
在行星形成和演化理论中,关于紧轨道巨行星的起源问题一直是一个悬而未决的问题。答案似乎隐藏在那些只被部分理解的系统的架构中。利用凌日系外行星勘测卫星的多扇区时间序列测光,我们使用凌日技术和凌日计时方法在KELT-18、KELT-23、KELT-24、Qatar-8、WASP-62、WASP-100、WASP-119和WASP-126行星系中搜索了其他行星。我们的同质分析已经消除了过境同伴的存在,在KELT-23和WASP-62系统中的地球大小的制度,并在其余的迷你海王星或海王星。凌日时间分析显示,所有研究的热彗星都没有长期趋势或周期性扰动的迹象,包括文献中声称偏离开普勒模型的WASP-126 b。样本中行星的孤独性说明了高偏心率迁移机制的好处,这种机制可能将它们带到了现在观察到的紧密轨道上。作为我们研究的副产品,我们重新确定了6个系统的渡越光变曲线参数,并大幅提高了精度。对于KELT-24 b,联合分析使我们能够对其轨道偏心率进行更严格的限制。
2022-02-24 astro-ph.EP
Bridging the Atmospheric Circulations of Hot and Warm Giant Exoplanets
本文对潮汐锁定的热态与暖态巨系外行星KELT-11b和WASP-39b进行高分辨率大气流动模拟,发现尽管两者平衡温度不同但动力学状态相似,均呈现定性相似的大气环流模式,定量差异源于Rossby变形尺度不同。
2025-05-02 astro-ph.EP
Rapid escape of ultra-hot exoplanet atmospheres driven by Hydrogen Balmer absorption
大气逃逸是解释我们太阳系及其他行星长期演化的关键,也是解释大气测量结果的关键。流体动力学逃逸通常被认为是由行星从其宿主恒星接收的极紫外光子通量驱动的。在这里,我们表明,逃离行星绕热恒星的收益通过一个不同的,但互补的过程:从强烈的近紫外线辐射的恒星,是在光学薄,高海拔大气层的氢激发到较低的状态的巴耳末系沉积其能量。超热的系外行星KELT-9 b可能代表了这种Balmer驱动的逃逸的第一个已知实例。在这种流体动力逃逸的情况下,恒星的近紫外辐射在确定行星质量损失方面比极紫外辐射更重要,而极紫外辐射的不确定性变得不那么重要。此外,我们预测,热恒星周围的气体系外行星可能会经历灾难性的质量损失,当它们的质量小于1- 2木星质量,并且比KELT-9 b更接近时,从而挑战所有大型系外行星对大气逃逸稳定的范式。我们认为,极端逃逸将影响近距离绕热恒星运行的系外行星的人口统计。
2019-10-01 astro-ph.EP
High-resolution transmission spectroscopy of KELT-18b Metastable helium detection at 1083 nm
Università degli Studi dell’Insubria(因苏布里亚大学);INAF - Osservatorio Astronomico di Brera(意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台);Università di Genova(热那亚大学)
本研究通过CARMENES数据结合两种分析方法,首次探测超热木星KELT-18b的氦吸收,证实其大气光蒸发,拓展了氦吸收系外行星参数空间。
2026-10-14 astro-ph.EP
A ground-based NUV secondary eclipse observation of KELT-9b
KELT-9 b是最近发现的一颗系外行星,其轨道为1.49 d,围绕B9.5/A0型恒星运行。KELT-9 b从其宿主恒星接收到的无与伦比的紫外线辐射水平使其处于独特的超高温超导体中,平衡温度> 4000 K。KELT-9 b昼面大气层中存在大量的游离氢和金属原子,这与K型恒星的相似性大于气体巨星。我们在其二次日食期间对KELT-9 b进行了单次观测,使用艾萨克牛顿望远镜(INT)上的宽视场相机拍摄。这一观测是在U波段进行的,这是一个对瑞利散射特别敏感的窗口。我们没有检测到二次日食信号,但我们的3 $σ$的上限为181 ppm的深度允许我们限制在30毫巴至4995 K(3 $σ$)的压力KELT-9 b的昼侧温度。虽然我们可以将观测约束设置为$A_g<$ 0.14,但我们的模型表明,由于H $^-$不透明度,实际值远低于此值。这使KELT-9 b完全处于由其较冷的表亲组成的太阳系中,几乎所有这些表亲都反射了入射到其向阳面的非常小的光分量。这项工作证明了像INT这样的地面2 m级望远镜在NUV中进行二次日食研究的能力,这些研究以前只能从天基设施进行。
2018-12-06 astro-ph.EP
Hot Exoplanet Atmospheres Resolved with Transit Spectroscopy (HEARTS) VIII. Nondetection of sodium in the atmosphere of the aligned planet KELT-10b
本文利用透射光谱和 Rossiter-McLaughlin 效应研究热木星 KELT-10b,未在其大气中探测到 Na I 和 Hα,并测得系统投影自旋-轨道角接近共面,排除了延展逃逸大气中钠和激发氢的存在。
2023-03-10 astro-ph.EP
The KELT Follow-Up Network and Transit False Positive Catalog: Pre-vetted False Positives for TESS
千度极小望远镜(KELT)项目已经对围绕明亮恒星运行的凌日行星进行了十多年的光度测量。KELT图像的像素尺度为~23”/像素-与NASA的凌日系外行星勘测卫星(TESS)非常相似-以及大点扩散函数,KELT缩减管道使用半径为3 '的加权测光孔径。在这个角度尺度下,多颗恒星通常会在测光光圈中混合。为了识别误报并确认凌日系外行星,我们组建了一个后续网络(KELT-FUN),以比KELT望远镜更高的空间分辨率,节奏和光度精度进行成像,以及候选宿主恒星的光谱观测。自2011年以来,KELT-FUN团队已经跟踪了1,600多颗行星候选者,发现了20多颗行星。排除了约450个非天体物理学来源的假警报(即,仪器噪声或系统学),我们提出了一个全天的1,128颗亮星(6<V<10)的星表,这些亮星在KELT光变曲线中显示出类似凌日的特征,但随后在测光和/或光谱跟踪观测后被确定为天体物理假阳性(FP)。KELT-FUN团队继续追求KELT和其他行星候选者,并最终将跟进某些类别的TESS候选者。KELT FP目录将有助于最大限度地减少当前和未来过境调查(如TESS)的重复观测。
2018-09-19 astro-ph.EP
KELT-3b: A Hot Jupiter Transiting a V=9.8 Late-F Star
本文报道了KELT-3b的发现,它是一颗中等膨胀的凌日热木星,质量为1.477(-0.067,+0.066)MJ,半径为1.345 ± 0.072RJ,轨道周期为2.7033904 ± 0.000010天。主星KELT-3是一颗V=9.8的晚F星,M * = 1.278(-0.061,+0.063)太阳能,R * = 1.472(-0.067,+0.065)R_sun,T_eff = 6306(-49,+50)K,log(g)= 4.209(-0.031,+0.033),[Fe/H] = 0.044(-0.082,+0.080)。KELT-3b是KELT巡天发现的第三颗凌日系外行星,它的轨道是已知的20颗最亮的凌日行星之一,使其成为详细表征研究的有希望的候选者。虽然我们推断KELT-3是显著演化的,但对该系统恒星和轨道演化的初步分析表明,该行星可能总是接收到高于Demory & Seager(2011)建议的半径膨胀阈值的入射通量。
2013-06-04 astro-ph.EP
KELT-11 b: Abundances of water and constraints on carbon-bearing molecules from the Hubble transmission spectrum
在过去的十年中,对系外行星大气光谱的分析显示,除了一小部分阴云密布的行星外,几乎所有观测到的行星都存在水蒸气。事实上,水蒸气在哈勃太空望远镜(HST)宽视场相机3(WFC 3)的波长覆盖范围内呈现出很大的吸收特征,这是对系外行星进行大气研究的主要天基天文台,使其探测非常稳健。然而,虽然甲烷、一氧化碳和二氧化碳等含碳物种也可以从目前的化学模型中预测出来,但它们的直接检测和丰度表征仍然是一个挑战。在这里,我们分析了来自HST WFC 3相机的蓬松,清晰的热木星KELT-11 b的透射光谱。我们发现光谱与水蒸气的存在和在1.5 μ m以上波长处的额外吸收是一致的,这可以很好地解释为含碳分子的混合。二氧化碳,如果包括在内,则被系统地检测。限制这些分子丰度的主要困难之一是它们在HST WFC 3波长覆盖范围内的微弱特征,特别是与水相比时。通过全面的检索分析,我们试图解释该数据集中存在的主要简并性,并探索检索研究中经常出现的一些挑战(例如:模型选择的影响,自由与自洽化学的使用以及仪器观察的组合)。我们的研究结果使这颗行星成为化学实验室的一个特殊例子,在那里可以测试热行星大气层的当前物理和化学模型。
2020-10-03 astro-ph.EP
Cross-correlation transmission spectroscopy of ultra-hot Jupiters WASP-189b, HAT-P-57b, KELT-17b, and KELT-21b with GIANO-B
Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)(加那利天体物理研究所);Universidad de La Laguna (ULL)(拉古纳大学);University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino(意大利国家天体物理研究所都灵天文台);INAF – Osservatorio Astronomico di Padova(意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台)
利用GIANO-B近红外透射光谱和交叉相关技术,在四颗超热木星中探测到HAT-P-57b的H2O(3.8σ)和KELT-17b的FeH(5.3σ),后者是第三次FeH探测且平衡温度最低,其余未发现分子信号。
2026-06-26 astro-ph.EP
Detection of Paschen $β$ absorption in the atmosphere of KELT-9 b: A new window into the atmospheres of ultra-hot Jupiters
氢和氦的传输信号追踪着热气体巨系外行星的上层大气,那里是入射的恒星极紫外线和X射线通量的沉积地。此外,对于最热的恒星,巴耳末连续谱中氢的近紫外激发可能在控制大气温度和驱动光蒸发方面发挥主导作用。KELT-9 b是这种环境的典型例子,因为它是迄今为止已知的最热的气体巨星系外行星(T $_{eq}$ $\sim$ 4500 K),并围绕一颗A0 V型恒星运行。对这颗超热木星的高层大气和逃逸气体的研究,目标是在巴耳末系列中吸收氢(n $_1$ = 2 $\rightarrow$ n $_2$ $>$ 2)。不幸的是,导致在108.3 nm处的三重态吸收的最低亚稳态氦没有足够的填充用于检测。在这里,我们提出了氢吸收的Paschen系列中的透射光谱KELT-9 b与CARMENES观察到的证据。具体而言,我们专注于其NIR通道所覆盖的最强谱线,Paschen- $β$在1282.16 nm处(n $_1$ = 3 $\rightarrow$ n $_2$ = 5)。观测到的吸收显示出(0.53 $^{+0.12}_{-0.13}$)%的对比度,$-$的蓝移14.8 $^{+3.5}_{-3.2}$ km/s,以及31.9 $^{+11.8}_{-8.3}$ km/s的FWHM。观测到的吸收特征的蓝移可以用引力束缚大气中的昼夜环流来解释,或者用帕邢- $β$吸收来解释,帕邢- $β$吸收起源于…
2022-09-19 astro-ph.EP
A strong H- opacity signal in the near-infrared emission spectrum of the ultra-hot Jupiter KELT-9b
我们提出了一个光谱分析的最热的过境系外行星,KELT-9 b,获得与宽视场相机3搭载哈勃太空望远镜的二次日食。我们补充这些数据与文献信息的恒星脉动和斯皮策/红外阵列相机和过境系外行星调查卫星日食深度的这个目标,以获得宽带热发射光谱。我们提取的光谱在1.4 $μ$ m处表现出明显的截止。这表明H $^{-}$的束缚-自由不透明度形成了光谱。为了解释光谱,我们进行网格检索的自洽的一维平衡化学正演模型,不同的组成和能量预算。具有太阳金属丰度和C/O比的模型提供了较差的拟合,因为H $^{-}$信号比预期的强,需要过量的电子。这将我们的检索推向高大气金属丰度($[M/H]=1.98^{+0.19}_{-0.21}$)和太阳下2.4 $σ$的C/O比。我们质疑形成这样一个高金属含量行星的可行性,因此提供了其他方案来增加这种大气中的电子密度。我们还着眼于另一种模式,我们淬火TiO和VO。这种拟合导致了一种具有轻微太阳下金属丰度和太阳下C/O比($[M/H]=-0.22^{+0.17}_{-0.13}$,log(C/O)$=-0.34^{+0.19}_{-0.34}$)的大气。然而,最近对同一颗行星的高分辨率测量对所需的TiO丰度存在争议。
2022-11-18 astro-ph.EP
A search for H$α$ absorption around KELT-3 b and GJ 436 b
对热行星周围扩展大气的观测产生了关于逃逸行星物质动力学的令人兴奋的结果。逃逸的行星气体的配置可能导致不对称的过境特征,在特定的原子跃迁中产生过境前和过境后的吸收。测量吸收的速度和强度可以提供对质量损失机制的约束,并可能提供行星与宿主恒星之间相互作用的线索。在这里,我们提出了一个搜索的H $α$吸收的热行星KELT-3 b和GJ 436 b的环行环境。我们没有发现任何证据表明,在两个独立的过境时期,每个系统被观察到的任何一点上,任何一颗行星周围的吸收。我们提供了两颗行星周围激发氢气氛的径向范围和密度的上限。GJ 436 b的零检测与同一系统测得的强Ly $α$吸收形成对比,表明大团中性氢云几乎完全处于基态。迄今为止唯一确认的系外行星H $α$吸收是在活跃恒星HD 189733 b周围进行的。KELT-3和GJ 436比HD 189733的活跃度低,暗示暴露在活跃恒星EUV光子下的系外行星大气更适合H $α$吸收探测。
2016-12-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
High-resolution transmission spectroscopy of four hot inflated gas giant exoplanets
透射光谱技术使我们能够限制过境系外行星大气的化学成分。它依赖于非常高的信噪比光谱(或分光光度计)观测,因此最适合明亮的系外行星宿主恒星。在TESS,NGST和PLATO时代,越来越多的合适的目标被发现,即使是中型望远镜。此外,大量的档案数据可以成为长期监测外大气层的基础。我们分析了四颗宿主恒星的档案HARPS光谱时间序列,即WASP-76 b,WASP-127 b,WASP-166 b和KELT-11 b,寻找钠(钠双峰),氢(H $α$,H $β$)和锂(670.8 nm)的痕迹。档案数据集包括在过境期间拍摄的光谱时间序列。通过比较凌日内和凌日外的光谱,我们可以过滤出恒星谱线,并研究来自行星的吸收。同时,利用Mg I和Ca I谱线监测恒星活动。我们在7-9 $σ$水平上独立检测到WASP-76 b大气中的钠。此外,我们还报告了在4-8 $σ$显著性水平下检测到WASP-127 b大气中的钠,证实了基于低分辨率光谱的早期结果。数据显示,WASP-166 b和KELT-11 b没有钠或任何其他原子的高置信水平,暗示存在厚厚的高云。
2019-07-19 astro-ph.EP
The Hubble WFC3 Emission Spectrum of the Extremely-Hot Jupiter, KELT-9b
最近对超高温超导体的研究表明,它们的大气层可能由于存在诸如TiO、VO、FeH和其他金属氢化物/氧化物等光吸收剂而具有热反转。然而,预计这些分子会在极高的温度下热分解,从而导致红外光谱无特征。KELT-9 b是迄今为止发现的最热的系外行星,被认为属于这一区域,其大气层主要由中性氢和原子/离子物种组成。在这里,我们分析了使用哈勃太空望远镜的宽视场相机3(WFC 3)获得的日食光谱,并通过利用大气检索代码TauREx 3,发现光谱与分子物种的存在是一致的,并不适合一个简单的黑体。特别是,我们发现,TiO,VO,FeH和H-的组合提供了最佳的拟合时,考虑HST,斯皮策和TESS数据集在一起。意识到组合仪器时的潜在偏差,我们还单独分析了HST光谱,发现在这种情况下只需要TiO和VO。这些发现描绘了一幅比以前想象的更复杂的超热行星大气层的图景
2021-01-21 astro-ph.EP
High-resolution Emission Spectroscopy of the Ultrahot Jupiter KELT-9b: Little Variation in Day- and Nightside Emission Line Contrasts
本研究利用CARMENES光谱仪观测超热木星KELT-9b的部分相位曲线,首次发现其大气中Si I的发射证据,证实Mg I、Ca II等发射信号,且昼夜侧发射线对比度变化极小,证明地基高分辨率发射光谱对系外行星大气研究的价值。
2023-04-06 astro-ph.EP
KELT-9 and its ultra-hot Jupiter: stellar parameters, composition, and planetary pollution
KELT-9 b是一颗超热的木星,被观测到正在经历极端的质量损失。它的A0型主星有一个辐射包层,这使得它的表面层倾向于保留最近吸积的物质。为了寻找行星物质污染恒星表面的潜在迹象,我们对KELT-9进行了迄今为止最全面的化学表征。新发现的元素包括Na和Y,这两种元素以前曾在超热的木星中被发现,但没有在恒星中被研究过;这些发现完成了在恒星和行星中测量的九种元素。在比较KELT-9和类似的疏散星团恒星时,我们没有发现强烈的异常。这一发现是一致的计算光球污染占恒星混合和使用观测估计的KELT-9 b质量损失率。我们还排除了最近,短暂的密集的质量转移,如恒星摄取地球质量的系外卫星。
2022-11-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
The atomic C/O ratio of KELT-9b
Observatoire astronomique de l’Université de Genève(日内瓦大学天文台);Univ Toulouse, CNES, CNRS, IRAP(图卢兹大学);School of Mathematical and Physical Sciences, Macquarie University(麦考瑞大学数学与物理科学学院);Lund Observatory, Division of Astrophysics, Department of Physics, Lund University(隆德大学天体物理系隆德天文台);Department of Astronomy & Astrophysics, University of Chicago(芝加哥大学天文与天体物理系);Gemini Observatory/NSF NOIRLab(吉米尼天文台/美国国家光学红外天文实验室);Landessternwarte, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg(海德堡大学天文学中心州立天文台);Instituto de Astrofísica e Ciêccias do Espaço, Universidade do Porto(波尔图大学空间天体物理与科学研究所);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);Centre Vie dans l’Univers, Faculté des sciences de l’Université de Gen‘eve(日内瓦大学理学院宇宙生命研究中心);Space Research Institute, Austrian Academy of S(奥地利科学院太空研究所)
该研究通过MAROON-X光谱仪观测KELT-9b凌星,直接反演其原子C/O比为0.20,低于恒星和太阳值,并确认其大气热反转且略富金属,为行星形成提供约束。
2026-09-14 astro-ph.EP
Upper limits on atmospheric abundances of KELT-11b and WASP-69b from a retrieval approach
Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam(波茨坦阿佩尔顿莱布尼茨天体物理研究所);Institut für Astrophysik und Geophysik, Georg-August-Universität(哥廷根大学天文与地球物理研究所);Universitäts-Sternwarte, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学天文台);Exzellenzcluster Origins(起源卓越集群);Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)(安达卢西亚天体物理研究所);Centro Astronómico Hispano en Andalucía, Observatorio Astronómico de Calar Alto(安达卢西亚西班牙天文中心卡拉阿尔托天文台);Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)(天体生物学中心);Thüringer Landessternwarte Tautenburg(图林根州陶滕堡天文台);Max-Planck-Institut für Astronomie(马克斯·普朗克天文学研究所);Department of Astronomy, University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校天文系);Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利天体物理研究所);Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna(拉帕尔马大学天体物理学系);Landessternwarte, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg(海德堡大学天文中心州立天文台);Institut de Ciències de l’Espai (CSIC-IEEC)(太空科学研究所);Institut d’Estudis Espacials de Catalunya(加泰罗尼亚空间研究院);Hamburger Sternwarte(汉堡天文台);Department of Astronomy, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学天文系)
本文利用CARMENES高分辨率光谱和互相关方法研究KELT-11b与WASP-69b的大气,仅在KELT-11b中探测到尝试性水信号,并通过注入-恢复与反演方法约束了两颗行星的化学丰度和云顶压力上限。
2025-11-07 astro-ph.EP astro-ph.IM
The GAPS programme at TNG: TBD. Studies of atmospheric FeII winds in ultra-hot Jupiters KELT-9b and KELT-20b using HARPS-N spectrograph
本研究通过透射光谱法和交叉相关法,利用HARPS-N光谱仪研究超热木星KELT-9b和KELT-20b的大气FeII风,发现KELT-9b存在强烈昼夜风,KELT-20b风存在性未确定,结果均支持NLTE效应模型。
2024-10-15 astro-ph.EP
Unifying High- and Low-resolution Observations to Constrain the Dayside Atmosphere of KELT-20b/MASCARA-2b
我们提出了高分辨率的昼面热辐射观测的系外行星KELT-20 b/MASCARA-2b使用MAROON-X光谱仪。应用互相关方法与经验和理论掩模和检索分析,我们确认以前检测到的Fe\,\textsc{i}发射谱线,我们检测到Ni\,\textsc{i}的第一次在行星上(在4.7 $σ$的信心)。我们在MAROON-X数据中没有看到其他物种的证据,包括值得注意的预测的热转化剂TiO和VO,它们的原子成分Ti\,\textsc{i}和V\,\textsc{i},以及先前声称的物种Fe\,\textsc{ii}和Cr\,\textsc{i}。我们还与现有的\textit{Hubble Space Telescope} /WFC 3光谱学和\textit{Spitzer} /IRAC光度学进行了联合检索。这使得我们能够对Fe\,\textsc{i},H $_2$ O和CO的丰度进行有界的限制,并对TiO丰度进行严格的上限.这些结果与KELT-20 b在大量金属富集、碳氧比和铁氧比方面具有太阳能到稍微超太阳能成分的大气层一致。然而,TiO体积混合比上限(99%置信度时为10 $^{-7.6}$)与该图不一致,其与未检测到Ti 1、\textsc{i}一起指向Ti物质的螯合,可能是由于背侧冷凝。缺乏TiO,但存在一个大的H $_2$ O排放功能的WFC 3的数据是具有挑战性的,以调和的上下文中的…
2022-11-04 astro-ph.EP
Magnetic induction processes in Hot Jupiters, application to KELT-9b
热彗星的小半长轴导致高达几千开尔文的高大气温度。在这些条件下,热电离金属提供了丰富的带电粒子来源,从而建立了相当大的导电性。随后的电磁效应,如感应的电流,欧姆加热,磁阻力,或减弱纬向风迄今已被认为主要是在一个线性的框架内,稳态模型的感应。对于平衡温度为$T_{eq} > 1500$ K的热超导体,大气磁场的感应是一个失控过程,只能通过非线性反馈来停止。例如,磁场通过洛伦兹力对流体的反作用或磁不稳定性的发生。此外,我们还讨论了自激大气发电机的可能性。我们的研究结果表明,感应的大气磁场和电流变得独立的电导率和内部场,而是由行星的旋转速率和风速的限制。作为一个明确的例子,我们通过计算沿大气$P-T$的电导率,为白天和黑夜侧的配置文件,来计算最热的系外行星KELT-9 b的感应过程。尽管温度在3000 K和4500 K之间变化,所产生的电导率在整个大气中达到大约1 S/m的升高值。感应的磁场主要是水平的,可能达到400 mT的饱和场强,超过内部磁场两个数量级。
2022-10-07 astro-ph.EP
The GAPS programme at TNG LXVI. A homogeneous search for Na i and its possible variability in ten gas giant exoplanets
本研究使用 SLOPpy 代码分析十颗气态巨行星的透射光谱,发现 Na i D 吸收存在变异性,且该变异性与行星属性无关,主要受数据质量、数据处理或恒星活动影响。
2024-12-06 astro-ph.EP
The Mantis Network III: Expanding the limits of chemical searches within ultra hot-Jupiters. New detections of Ca I, V I, Ti I, Cr I, Ni I, Sr II, Ba II, and Tb II in KELT-9 b
本研究通过结合 HARPS-N 和 CARMENES 观测数据约束交叉相关函数混叠,在超热木星 KELT-9 b 中确认多种元素并新探测到八种物种(含首次在系外行星大气发现的 Tb II),指出 5σ 阈值在未考虑混叠系统性误差时不可靠。
2023-04-28 astro-ph.EP
BOWIE-ALIGN: Weak spectral features in KELT-7b's JWST NIRSpec/G395H transmission spectrum imply a high cloud deck or a low-metallicity atmosphere
基于JWST NIRSpec/G395H光谱分析热木星KELT-7b,发现其大气仅有微弱H$_2$O和CO$_2$特征,反演表明可能存在高空云层或极低金属丰度大气,C/O比和金属丰度约束为探究其形成历史提供信息。
2025-09-15 astro-ph.EP
Multi-epoch detections of the extended atmosphere and transmission spectra of KELT-9b with a 1.5 m telescope
受辐射的木星大气层是复杂的,动态的,并且由于它们的母星非常接近,可能会经历时间上的变化。在迄今为止已被编目的类木行星中,KELT-9 b是已知最热的气体巨星,平衡温度为4050 K。我们通过一组存档多年的地面过境观测,在弗雷德·劳伦斯惠普尔天文台的1.5米反射器上进行的TRES设施,探测KELT-9 b透射光谱特征的时间变化。我们的观察证实了过去在多个时期检测到的Fe I,Fe II和Mg I,以及H-α的过量吸收,这是持续质量损失的指标。从我们多年的数据集来看,H-alpha光变曲线始终偏离标准的过境,并遵循“W”形状,在入口和出口附近较深,而在过境中间较浅。为了搜索和量化可能存在的任何季节性变化,我们参数化了一个“彗星尾”模型,以适应H-α过境。我们没有发现不同观测时期之间的可检测变化。虽然"彗星尾“很好地描述了H-α通量的变化,但我们注意到,这样的情况需要远远超出行星大气的n = 2激发态的高密度中性氢。其他情况,如中心到边缘的变化大于一维大气模型的预期,也可能有助于观察到的H-α过境形状。这些多历元观测突出了小型望远镜对系外行星大气动态进行时间监测的能力。
2023-01-25 astro-ph.EP
Mass loss rate and local thermodynamic state of KELT-9 b thermosphere from the hydrogen Balmer series
KELT-9 b是已知最热的系外行星,拥有$T\sim4400$ K,是一个新的行星类别的原型,称为超热彗星。这些系外行星被认为有一个由中性和电离原子物种主导的大气层。特别是在KELT-9 b的高层大气中探测到H $α$和H $β$ Balmer谱线,这表明氢正在填充行星的洛希瓣并从行星中逃逸。在这项工作中,我们检测到$δ$盾牌型恒星脉动(周期$P=7.54\pm0.12$ h),并研究了Rossiter-McLaughlin效应(找到一个自旋轨道角$λ=-85.01^°\pm0.23^°$)之前,在KELT-9 b的光学透射谱中的巴耳末线(H $α$ H $ζ$)。我们的HARPS-N数据显示H $α$对H $δ$的显著吸收。H $α$、H $β$和H $γ$谱线的精确线形使我们能够对热层温度施加约束。此外,KELT-9 b的质量损失率和激发氢人口也受到约束,这要归功于一个新的大气模型进行的检索分析。当大气处于流体动力膨胀和局部热力学平衡(LTE)时,我们得到了热层温度为$T=13200^{+800}_{-720}$ K,质量损失率为$\dot{M}=10^{12.8\pm0.3}$ g s $^{-1}$。由于热层的热层预计不会在LTE,我们探讨了大气结构与非玻尔兹曼平衡的激发氢的人口。我们没有发现强有力的统计证据支持脱离LTE。然而,我们的非LTE方案表明,偏离玻尔兹曼平衡可…
2020-05-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Colorado Ultraviolet Transit Experiment Near-Ultraviolet Transmission Spectroscopy of the Ultra-hot Jupiter KELT-9b
利用CUTE立方星对超热木星KELT-9b进行近紫外透射光谱观测,发现其NUV吸收比光学大1.54倍,且存在过量吸收趋势,表明扩展大气,但无法分辨单条谱线。
2024-07-18 astro-ph.EP
HST-COS Transit Spectroscopy of KELT-20b: First Detection of Excess Far-ultraviolet Absorption From an Ultra-hot Jupiter
University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校);Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences(奥地利科学院空间研究所);University of Arizona(亚利桑那大学);Applied Physics Laboratory, Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室)
利用HST-COS首次对超热木星KELT-20b进行远紫外透射光谱观测,发现随波长减小的过量吸收,并初步探测到Fe II和N I,未发现分子吸收或流体逃逸。
2025-10-27 astro-ph.EP
Evidence for H$_{2}$ Dissociation and Recombination Heat Transport in the Atmosphere of KELT-9b
相位曲线观测提供了一个机会,通过量化从其昼面到夜面重新分配的热量来研究系外行星的全部能量预算。解释高温超导体相位曲线特性的理论主要集中在辐射和动力学之间的平衡,作为控制热再分布的主要参数。然而,最近的相位曲线显示出偏离这一理论的趋势,这导致了对可能影响热木星能量预算的其他过程的研究。一个这样的过程,分子氢解离和复合,可以增强温度高于$\sim2000$ K的超热超导体上的能量再分布。为了研究H $_{2}$解离对超热闪烁体的影响,我们给出了斯皮策空间望远镜在4.5 $μ$ m处观测到的KELT-9 b的相位曲线。KELT-9 b是已知最热的凌日行星,其昼面亮度温度为$μ$ K,夜面温度为$2556^{+101}_{-97}$ K。我们观察到$0.609 \pm 0.020$的相位曲线幅度和$18.7^{+2.1}_{-2.3}$度的热点偏移。观测到的振幅太小,不能用辐射和平流之间的简单平衡来解释。包括H $_{2}$解离和重组影响的大气环流模型(GCM)和能量平衡模型提供了更好的数据匹配。然而,GCM预测的最大热点偏移量为$5$度,这与我们在$>5σ$置信度下的观测结果不一致。这种差异可能是由于行星高度电离的大气层中的磁场效应。
2020-01-07 astro-ph.EP
KELT-9 b's Asymmetric TESS Transit Caused by Rapid Stellar Rotation and Spin-Orbit Misalignment
KELT-9 b是一颗超热的木星,在极地轨道上经过一颗快速旋转的扁圆早A型恒星。我们模拟快速恒星旋转对KELT-9 b的凌日光变曲线的影响,使用凌日系外行星勘测卫星(\tess)的测光来限制行星的真实自旋轨道角,并探索KELT-9 b如何受到恒星重力变暗的影响。我们约束宿主星的赤道半径是其极地半径的$1.089\pm0.017$倍,其局部表面亮度在其热极和冷赤道之间变化$\sim38$ \%。我们建立了恒星扁率和表面亮度梯度的模型,发现它导致凌日光变曲线在最小光时附近缺乏通常的对称性。我们利用光变曲线的不对称性来限制KELT-9 b的真实自旋轨道角(${87^\circ}^{+10^\circ}_{-11^\circ}$),与\citet{gaudi2017giant}一致,KELT-9 b处于近极轨道。我们还应用重力暗化校正的光谱能量分布模型从\citet{gaudi2017giant},并发现会计快速旋转提供了一个更好的适合可用的光谱,并产生一个更可靠的估计恒星的极地有效温度。
2020-04-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Five new hot-Jupiter transits investigated with Swift-UVOT
短波长系外行星凌日测量已被用于探测系外行星大气层的质量损失。我们给出了五颗绕紫外亮F-型星运行的热彗星XO-3、KELT-3、WASP-3、WASP-62和HAT-P-6的Swift-UVOT凌日光变曲线。我们报告了一个阳性的过境检测XO-3b和一个边缘检测KELT-3b。我们对剩下的三个过境深度设置了上限。从两个潜在探测的NUV过境深度得出的行星半径比其光学半径测量值大50-100%。我们检查的比率$R_{\rm NUV}/R_{\rm opt}$的趋势作为估计的质量损失率的函数,我们从X射线光度从Swift-XRT,或XMM-牛顿的情况下,WASP-62。我们发现能量限制的光蒸发质量损失率和$R_{\rm NUV}/R_{\rm opt}$比之间没有相关性。我们还根据热蒸发器的平衡温度寻找趋势。我们发现了一个可能的迹象,在$R_{\rm NUV}/R_{\rm opt}$比率约$T_{\rm eq} = 1700~{\rm K}$的过渡,类似于发现的近红外透射光谱中的水功能的趋势。这可能是由于硅酸盐颗粒$\leq 1~μ{\rm m}$形成了扩展的云层。我们证明了Swift-UVOT过滤器可能对系外行星大气中气溶胶的吸收敏感。
2021-10-04 astro-ph.EP
Critical Analysis of TESS Transit Photometric Data: Improved Physical Properties for Five Exoplanets
通过对凌日系外行星勘测卫星(TESS)的时间序列观测进行严格的分析,我们提出了四个热海王星:KELT-7 b,HAT-P-14 b,WASP-29 b,WASP-95 b和热海王星:WASP-156 b的改进物理参数。作为一个天基望远镜,TESS获得的凌日光度数据没有任何由于地球大气干扰而产生的噪声成分。在我们对观测数据的分析中,我们使用了关键的降噪技术,例如,小波去噪和高斯过程回归,以有效地减少来自其他来源的噪声分量,如各种仪器效应和恒星活动和脉动。来自TESS的更好质量的光度数据,结合我们最先进的降噪和分析技术,使目标系外行星的物理特性值比早期工作中报告的更准确和精确。
2021-09-23 astro-ph.EP
Detection of ionized calcium in the atmosphere of the ultra-hot Jupiter KELT-9b
KELT-9 b的昼面温度超过4500 K,与中K型恒星相当,是已知最热的行星。它的极端温度使KELT-9 b成为研究气体巨行星性质和多样性的特别有趣的试验台。我们使用卡拉阿尔托3.5 m望远镜上的CARMENES仪器以高光谱分辨率(R $\sim$ 94,600)观察了KELT-9 b的凌日。使用这些数据,我们检测的第一次电离钙(钙三重态)的吸收在大气中的KELT-9 B,这是第二次,钙已被观察到在一个热木星。我们的观察还揭示了突出的H $α$吸收,证实了KELT-9 b周围存在扩展的氢包封。我们比较我们的检测与大气模型,发现所有四条线之间形成的大气温度为6100 K和8000 K和CaII线形成在10和50 nbar之间的压力,而H $α$线形成在较低的压力($\sim$ 6 nbar),在大气中较高。H $α$线核心形成的高度为$\sim$ 1.4 R $_{p}$,正好位于行星洛希叶($\sim$ 1.9 R $_{p}$)内。因此,H $α$谱线和其他观测到的巴耳末谱线和金属谱线不是直接探测逃逸的高层大气,而是作为大气温度计,使我们能够探测行星的温度分布,从而探测能量收支。
2019-12-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Influence of Coronal Mass Ejections on the Gas Dynamics of the Atmosphere of a "Hot~Jupiter" Exoplanet
本文介绍了一颗“热木星”系外行星在中心恒星发生日冕物质抛射(CME)过程中大气层气体动力学的三维数值模拟结果。这些计算假设恒星风和日冕物质抛射的参数是典型的太阳值。流动模式的特征变化被认为是准封闭和封闭(但明显扭曲的恒星的引力影响)的系外行星的气体信封。它表明,一个典型的日冕物质抛射是足以撕裂的外部的一个不对称的信封,位于超出罗氏瓣,并进行它远离系外行星。这导致在CME通过期间,系外行星包层的质量损失率大幅增加。对于封闭的包层,质量损失率增加约11倍,对于准封闭的包层,质量损失率增加约14倍。可能的演化后果的损失的一部分,在通过的CME的大气进行了讨论。
2016-09-28 astro-ph.EP
HORuS transmission spectroscopy and revised planetary parameters of KELT-7b
本文报道了用10.4 m大加那利望远镜(GTC)上的高光学分辨率摄谱仪(HORuS)对热木星KELT-7 b($M_{\rm p}$ $=$ 1.28 $\pm$ 0.17 M $_{\rm Jup}$,$T_{\rm eq}$ $=$ 2028 K)的两次行星凌日的高分辨率光谱观测。通过对光谱的分析,得到了快速旋转母星的一组新的恒星参数。使用新导出的恒星质量和半径,和行星凌日数据的凌日系外行星勘测卫星(TESS)与HORuS速度和光度和光谱数据在文献中,我们更新和改进的星历KELT-7 b。我们的研究结果表明,KELT-7有一个角度$λ$ = $-$ 10.55 $\pm$ 0.27度之间的天空投影的恒星的自旋轴和行星的轨道轴。通过结合这个角度和我们新推导出的恒星自转周期1.38 $\pm$ 0.05 d,我们得到了一个三维的行星度$ψ$ = 12.4 $\pm$ 11.7度(或167.6度),从而加强了KELT-7是一个排列良好的行星系统。我们在KELT-7 b的透射光谱中寻找H $α$、Li I、Na I、Mg I和Ca II特征的存在,但在考虑了恒星变化对提取的行星光谱的贡献后,我们只能确定它们存在的上限为0.08- 1.4%。我们还讨论了行星数据中恒星变化的影响。我们的研究结果加强了在恒星活动的存在下进行行星大气的高分辨率透射光谱学时监测母星的重要性。
2022-06-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
The transiting planetary system WASP-86/KELT-12: TESS provides the casting vote
一个凌日行星系由两个小组独立发现,分别命名为WASP-86(Faedi et al. 2016)和KELT-12(Stevens et al. 2017)。在这些工作中确定的系统的属性是非常不同的,最能说明问题的是,在测量的行星半径中有三个因子的变化。我们建议将该系统命名为WASP-86/KELT-12,以更好地分配两组之间的发现信用。我们分析了这个系统的光变曲线从凌日系外行星调查卫星,它观察到它在两个部门,以下均匀的研究方法。我们发现这颗恒星的性质介于之前两项研究之间:恒星的质量为1.278 +/- 0.039 Msun,半径为2.02 +/- 0.12 Rsun,行星的质量为0.833 +/- 0.049 Mjup,半径为1.382 +/- 0.089 Rjup。前两组测量的系统特性的差异来自于对过境深度和持续时间的分歧,这是由于过境时间长而浅,因此不适合地面望远镜的后续测光。我们还更新了轨道星历表,以帮助未来的工作,这是一个很好的候选人,通过传输光谱表征行星的大气。
2022-01-07 astro-ph.EP astro-ph.IM
Strong H$_2$O and CO emission features in the spectrum of KELT-20b driven by stellar UV irradiation
了解你的恒星,了解你的行星大气层。每一颗有大气测量的系外行星都绕着一颗恒星运行,恒星环境直接影响行星大气。在这里,我们介绍了超热木星KELT-20 b的发射光谱,它提供了宿主恒星性质和行星大气热结构之间的观测联系。它是目前唯一一颗热辐射测量值在$T_{eq}\sim$ 2200 K范围内的行星,围绕早期A型恒星运行。通过将它与FGK恒星周围的其他类似的超热彗星进行比较,我们可以更好地了解不同的宿主恒星类型如何影响行星大气。发射光谱覆盖0.6至4.5 $μm$,数据来自TESS、HST WFC 3/G141和Spitzer 4.5 $μm$通道。KELT-20 b具有1.4 $μm$水特征强度度量S $_{H_2O}$ = -0.097 $\pm$ 0.02,并且在WFC 3/G141(T $_b$ =2402 $\pm$ 14 K)和Spitzer 4.5 $μm$通道(T $_b$ =2930 $\pm59$ K)之间的黑体亮度温度差为528 K。这些非常大的H $_2$ O和CO发射特征与A型主星相结合,使KELT-20 b成为其他类似热彗星中唯一的行星。根据PHOENIX模型的计算结果,其主星(T $_{eff}=8720\pm250$ K)丰富的FUV、NUV和光辐射是驱动其强烈的热逆和突出的辐射特征的关键。
2022-01-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Search for Planets in Hot Jupiter Systems with Multi-Sector TESS Photometry. IV. Null Detections in 12 Systems
本研究利用多扇区 TESS 测光与精确凌星时间数据搜索 12 个热木星系统的近旁行星,未发现 2–4 倍地球半径以上的额外凌星行星,并给出 WASP-79 b 周期缩短及 KELT-2A b 疑似系外卫星信号的线索。
2023-12-06 astro-ph.EP
Mass-Radius Relations and Core-Envelope Decompositions of Super-Earths and Sub-Neptunes
许多系外行星的半径都在1-4个地球半径之间,介于地球和海王星之间。其中一些已知具有与固体成分一致的密度,而另一些则是“亚海王星”,可能具有显著的氢氦包层。未来的调查无疑将大大增加这些人口。为了了解这些行星的测量质量和半径如何告知它们的结构和组成,我们为固体分层行星和具有固体核心和气体外壳的行星构建模型,探索一系列核心质量,氢氦外壳质量和相关的外壳熵。对于在超级地球/次海王星政权的半径和质量进行测量的行星,我们估计每个是如何划分成一个固体核心和气体信封,关联特定的核心质量和信封质量与给定的系外行星。我们进行这种分解的“类地球”岩石铁核心和纯冰核心,并发现,必要的气体包层质量为这个重要的子类的系外行星必须非常广泛的范围从零到许多地球质量,即使是一个给定的核心质量。这一结果对系外行星的形成和包层蒸发过程具有重要意义。
2014-04-28 astro-ph.EP
Types of Gaseous Envelopes of "Hot Jupiter" Exoplanets
一般来说,“热彗星”的轨道速度,即,质量与木星相当,轨道半长轴小于0.1天文单位的系外行星,相对于恒星风是超音速的,导致形成弓形激波。气体动力学模拟表明,“热彗星”周围的气体包层可以属于两类,这取决于碰撞点的位置。如果碰撞点位于行星的洛希瓣内,则包层具有经典大气的近似球形形状,由于恒星的影响和与星风气体的相互作用而略微变形;如果碰撞点位于洛希瓣外,则从拉格朗日点$\mathrm L_1$和$\mathrm L_2$附近流出,包层变得基本上不对称。后一类对象也可以分为两种类型。如果星风气体的动力学压力足够高,足以阻止来自内拉格朗日点$\mathrm L_1$附近的最强大的外流,则在系统中形成具有复杂形状的闭合准球形包络。如果风不能阻止从$\mathrm L_1$流出,则形成开放的非球面封套。这三种类型的大气的可能存在的三维数值模拟证实。以典型的“热木星”HD 209458 b为例,这三种类型的大气都可能存在于这颗行星的估计参数范围内。由于不同类型的包层有不同的观测表现,确定HD 209458 b的包层类型可能会对这颗系外行星的参数施加额外的限制。
2013-11-21 astro-ph.EP
A spectral survey of an ultra-hot Jupiter: Detection of metals in the transmission spectrum of KELT-9 b
内容:KELT-9 b是一种新出现的短周期气态系外行星,它们倾向于绕着热的早期类型的恒星运行-称为超热彗星。强烈的恒星辐射将它们的大气层加热到$\sim 4,000$ K的温度,类似于矮星的光球。由于在这样的温度下没有气溶胶和复杂的分子化学,这些行星提供了通过过境和日侧光谱详细的化学表征的潜力。对其化学成分的研究可以为它们的形成过程和演化历史提供重要的制约因素。目的:利用互相关技术在KELT-9 b的透射光谱中寻找金属的吸收谱线。方法:对HARPS-N型摄谱仪观测到的2次凌日现象进行分析。我们使用一个等温平衡化学模型来预测每个中性和单电离原子与原子序数在3和78之间的透射光谱。其中,我们确定的元素,预计有谱线在可见光波长范围内,并使用这些作为互相关模板。结果:检测到Na I、Cr II、Sc II和Y II的吸收,证实了以前对Mg I、Fe I、Fe II和Ti II的检测。此外,我们还发现了Ca I、Cr I、Co I和Sr II的证据,这需要进一步的观测来验证。探测到的吸收线比模型预测的要深得多,这表明物质被输送到更高的高度,与流体静力学剖面相比,那里的密度增加了。似乎没有明显的蓝移的吸收光谱,由于净昼夜侧风。特别地,强Fe II特征移动了$0.18 \pm 0.27$ km~s $^{-1}$,与零一致。利用行星的轨道速度,我们修正恒星和行星的质量和半径。
2019-05-06 astro-ph.EP