我们呈现了在巨蟹座55 e的8次凌日期间拍摄的高分辨率近红外光谱,巨蟹座55 e是附近的低密度超级地球,轨道周期短(< 18小时)。虽然这颗系外行星的体积密度表明可能存在大气层,但还没有被确定地探测到。我们的分析依赖于多普勒互相关技术,该技术利用我们数据的高光谱分辨率和宽波长覆盖范围,来搜索行星大气中富含氢、碳和氮的分子物种的数千种吸收特征。虽然我们无法探测到巨蟹座55度附近的大气,但我们确实对可能存在的HCN、NH ${}_3$和C ${}_2$ H ${}_2$的水平进行了严格的限制。特别地,在5 amu的平均分子量下,我们可以排除HCN在大气中的存在,其体积混合比(VMR)低至0.02%,NH ${}_3$低至0.08%的VMR,和C ${}_2$ H ${}_2$低至1.0%的VMR。如果将平均分子量放宽至2 amu,我们可以排除HCN、NH ${}_3$和C ${}_2$ H ${}_2$的存在,VMR分别降至0.001%、0.0025%和0.08%。我们的结果减少了可能的大气的参数空间,与Tsiaras等人(2016)对HST/WFC 3观测的分析一致,并表明如果55 Cancri e拥有大气,它必须具有高平均分子量和/或云。
英文摘要:
We present high-resolution near-infrared spectra taken during eight transits of 55 Cancri e, a nearby low-density super-Earth with a short orbital period (< 18 hours). While this exoplanet's bulk density indicates a possible atmosphere, one has not been detected definitively. Our analysis relies on the Doppler cross-correlation technique, which takes advantage of the high spectral resolution and broad wavelength coverage of our data, to search for the thousands of absorption features from hydrogen-, carbon-, and nitrogen-rich molecular species in the planetary atmosphere. Although we are unable to detect an atmosphere around 55 Cancri e, we do place strong constraints on the levels of HCN, NH${}_3$, and C${}_2$H${}_2$ that may be present. In particular, at a mean molecular weight of 5 amu we can rule out the presence of HCN in the atmosphere down to a volume mixing ratio (VMR) of 0.02%, NH${}_3$ down to a VMR of 0.08%, and C${}_2$H${}_2$ down to a VMR of 1.0%. If the mean molecular weight is relaxed to 2 amu, we can rule out the presence of HCN, NH${}_3$, and C${}_2$H${}_2$ down to VMRs of 0.001%, 0.0025%, and 0.08% respectively. Our results reduce the parameter space of possible atmospheres consistent with the analysis of HST/WFC3 observations by Tsiaras et al. (2016), and indicate that if 55 Cancri e harbors an atmosphere, it must have a high mean molecular weight and/or clouds.
Inversion of Hydrogen-rich Atmosphere and Water Content for GJ 486b
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院云南天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);International Centre of Supernovae, Yunnan Key Laboratory(超新星国际中心,云南省重点实验室);Xinjiang Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院新疆天文台);School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University(中山大学物理与天文学院);Center of CSST in the Great Bay Area, Sun Yat-sen University(中山大学大湾区子午工程研究中心);International Centre of Supernovae (ICESUN), Yunnan Key Laboratory of Supernova Research, Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences (CAS)(超新星国际中心(ICESUN),超新星研究云南省重点实验室,中国科学院云南天文台)
Hot Exoplanet Atmospheres Resolved with Transit Spectroscopy (HEARTS) IV. A spectral inventory of atoms and molecules in the high-resolution transmission spectrum of WASP-121 b
New Horizons Upper Limits on O$_2$ in Pluto's Present Day Atmosphere
罗塞塔航天器在彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的昏迷中发现了分子氧(O $_2$)(Bieler et al. 2015),这一令人惊讶的发现挑战了我们对柯伊伯带天体上和内部这种挥发性物质的了解。这一发现促使我们在柯伊伯带行星冥王星的大气中寻找氧气,因为即使在冥王星的地面温度下,O $_2$也是不稳定的。在2015年7月新视野号飞越冥王星期间,该航天器使用各种观测方法探测了冥王星大气层的组成,包括由Alice紫外光谱仪观测到的紫外掩星(Stern et al. 2015; Gladstone et al. 2016; Young et al. 2017)。正如这些报告中所描述的,冥王星大气层中分子物质的吸收产生了N $_2$的检测,以及碳氢化合物物质,如CH $_2$,C $_2$ H $_2$,C $_2$ H $_4$和C $_2$ H $_6$。我们在这里的工作进一步检查了这些数据,以寻找分子氧(O $_2$)的紫外吸收,该分子氧在Alice光谱仪带通中具有重要的截面。我们没有发现O $_2$吸收的证据,并将上限的O $_2$在冥王星的大气中作为切线高度的函数高达700公里。在大部分大气中,视线丰度单位的上限约为3x 10 $^{15}$ cm $^{-2}$,这取决于切线高度,对应的混合比为10 $^{-6}$:10 $^{-4}$,远低于彗星67 …
The Identification of CS2 and Evidence for Carbon-Sulfur Chemical Coupling in a Warm Giant Exoplanet Atmosphere
University of Wisconsin–Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Arizona State University(亚利桑那州立大学);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);Schmidt Sciences(施密特科学);California Institute of Technology(加州理工学院);University of California Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校);Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学)
An Ice Age JWST inventory of dense molecular cloud ices
冰质颗粒地幔是挥发性元素的主要储存库,这些挥发性元素将黑暗星际云中的化学过程与行星的形成及其大气成分联系起来。最初的冰成分是在恒星形成之前,在分子云的寒冷、密集部分形成的。凭借JWST的灵敏度,现在可以对冰演化的这一关键阶段进行详细研究。在这里,我们展示了早期发布的科学计划“冰河时代”的第一个结果,揭示了这些致密云冰的丰富成分。弱冰,包括,$^{13}$ CO $_2$,OCN $^-$,$^{13}$ CO,OCS和COMs功能组,现在检测到沿两个星前视线。$^{12}$ CO $_2$冰剖面表明冰粒的适度增长。列密度的主要和次要的冰物种表明,冰之间的主要C,O,N,和S元素的散装预算的2%和19%。我们的研究结果表明,简单和复杂分子的形成可以在水冰丰富的环境中早期开始。
A Fast, Parallelized, GPU-Accelerated Photochemical Model, XODIAC, with Built-in Equilibrium Chemistry and Multiple Chemical Networks for Exoplanetary Atmospheres
National Institute of Science Education and Research(印度科学教育研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);University of Cambridge(剑桥大学)
A Clearer View of HAT-P-1 b: JWST NIRSpec G395H Reveals Water, Carbon Dioxide, and Possibly Hydrogen Sulfide
Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory(约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室);William H. Miller III Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学威廉·H·米勒三世物理与天文学系);School of Earth & Planetary Sciences, National Institute of Science Education and Research (NISER)(国家科学教育与研究研究所地球与行星科学学院);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Morton K. Blaustein Department of Earth & Planetary Sciences, Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学莫顿·K·布拉斯坦地球与行星科学学院);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);School of Earth and Space Exploration, Arizona State University(亚利桑那州立大学地球与空间探索学院);Department of Astrophysical Sciences, Princeton University(普林斯顿大学天体物理科学系);Atmospheric, Oceanic, and Planetary Physics, University of Oxford(牛津大学大气、海洋与行星物理系);Department of Physics and Astronomy, University of Exeter(埃克塞特大学物理与天文学系)
本研究结合 JWST、HST 的多波段光谱数据,证实热木星 HAT-P-1 b 大气富含水、二氧化碳,可能含硫化氢,金属丰度约为太阳的 10 倍,是热木星大气研究的基准天体。