通过高分辨率光谱学,我们可以研究系外行星的大气层,了解它们的化学成分、温度分布以及云和风的存在,主要是在炎热的巨行星上。最先进的仪器正在将这些研究推向更小的系外行星。特别令人感兴趣的是“海王星沙漠”中的几颗行星,缺乏海王星大小的行星在其宿主周围的近轨道上。在这里,我们评估了一颗这样的行星中是否存在水,这颗膨胀的超级海王星WASP-166 b,它在5.4天的短轨道上绕着一颗F9型恒星运行。尽管它的轨道很近,但WASP-166 b保留了它的大气层,使其成为沙漠中系外行星大气研究的基准目标。我们分析了两个凌日观察到的可见光与ESSEMO。我们通过主成分分析从地球的大地吸收中清除光谱,这对于在系外行星中寻找水至关重要。我们使用互相关的可能性映射,同时估计水的丰度和云层的高度,这指向一个低的水丰度和/或高云的限制。我们试探性地检测到一个水信号蓝移~5 km s-1的行星静止框架。注入和检索模式光谱表明,太阳成分,无云的大气将被检测到在高的意义。由于ESTERO的能力和VLT的收集能力,这只能在可见光中实现。这项工作提供了对海王星沙漠行星WASP-166 b的进一步了解,该行星将与JWST一起观测。
英文摘要:
With high-resolution spectroscopy we can study exoplanet atmospheres and learn about their chemical composition, temperature profiles, and presence of clouds and winds, mainly in hot, giant planets. State-of-the-art instrumentation is pushing these studies towards smaller exoplanets. Of special interest are the few planets in the 'Neptune desert', a lack of Neptune-size planets in close orbits around their hosts. Here, we assess the presence of water in one such planet, the bloated super-Neptune WASP-166 b, which orbits an F9-type star in a short orbit of 5.4 days. Despite its close-in orbit, WASP-166 b preserved its atmosphere, making it a benchmark target for exoplanet atmosphere studies in the desert. We analyse two transits observed in the visible with ESPRESSO. We clean the spectra from the Earth's telluric absorption via principal component analysis, which is crucial to the search for water in exoplanets. We use a cross-correlation-to-likelihood mapping to simultaneously estimate limits on the abundance of water and the altitude of a cloud layer, which points towards a low water abundance and/or high clouds. We tentatively detect a water signal blue-shifted ~5 km s-1 from the planetary rest frame. Injection and retrieval of model spectra show that a solar-composition, cloud-free atmosphere would be detected at high significance. This is only possible in the visible due to the capabilities of ESPRESSO and the collecting power of the VLT. This work provides further insight on the Neptune desert planet WASP-166 b, which will be observed with JWST.
High-resolution atmospheric retrievals of WASP-121b transmission spectroscopy with ESPRESSO: Consistent relative abundance constraints across multiple epochs and instruments
Detection of Na, K, and H$α$ absorption in the atmosphere of WASP-52b using ESPRESSO
WASP-52 b是一颗低密度的热木星,围绕着一颗中等活跃的K2 V恒星运行。以前的低分辨率研究揭示了多云的大气层,并在云层上方发现了原子Na。在这里,我们报告的检测过量吸收的Na双峰,H $α$线,和K D $_1$线。我们根据WASP-52 b的三次凌日推导出了高分辨率的透射光谱,这些光谱是用VLT的超稳定高分辨率摄谱仪ESTERO观测到的。我们测量了Na D PDMATHAMN的$1.09\pm 0.16$ %、Na D $_2$的$1.31\pm 0.13$ %、H $α$的$0.86\pm 0.13$ %和K D $_1$的$0.46\pm 0.13$ %的线对比度,线FWHM范围为11-22 km s $^{-1}$。我们还发现,这些检测到的线在过境期间的速度变化是一致的行星轨道运动,从而证实了它们的行星起源。我们没有观察到任何明显的净蓝移或红移,可以归因于行星风。我们使用活性指示线作为对照,但没有发现过量吸收。然而,我们确实注意到这些控制线上的中心-肢体变异(CLV)和Rossiter-McLaughlin(RM)效应所产生的信号。这突出了CLV+RM校正在正确推导透射光谱方面的重要性,如果不进行校正,在某些情况下可能类似于或抵消行星吸收。WASP-52 b是继HD 189733 b之后,第二个显示出过量H $α$吸收的非超热木星。未来针对非超热彗星的观测显示H $α…
Super-Solar Metallicity and Tentative Evidence for Photochemistry on WASP-96b from JWST and Ground-Based VLT Transmission Spectroscopy
University of Chicago(芝加哥大学);Institut Trottier de Recherche sur les Exoplanètes(特鲁蒂尔系外行星研究所);University of Oxford(牛津大学);Arizona State University(亚利桑那州立大学);New York University Abu Dhabi(阿布扎比纽约大学);Max Planck Institute for Astronomy(马克斯·普朗克天文学研究所);Planétarium de Montréal, Espace pour la Vie(蒙特利尔天文馆,生命空间)
Transmission spectroscopy of WASP-7 b with UVES -- Detection of Na I D$_2$ and tentative D$_1$ line absorption
透射光谱学是研究系外行星大气化学成分和结构的主要技术。在热彗星凌日期间,在Na I D1,2 Fraunhofer光学线中检测到强烈的过量吸收信号,这归因于行星大气,并允许我们限制其结构。我们研究了大气的WASP-7b通过高分辨率的过境光谱在钠线。我们分析了89个高分辨率光谱的热木星WASP-7 b的光谱过境时间序列,使用紫外线和视觉Echelle摄谱仪(UVES)观察。我们使用的光谱的准确对齐的大地线,并进行了与molecfit大地校正。恒星的磁场活动是通过研究色球层的Ca II H和K线以及氢H $α$线来监测的。最后,我们得到了各种线的透射光谱和光变曲线。在我们的观测过程中,这颗恒星没有显示出可识别的耀斑,如果有的话,也没有显示出活动的边际变化。钠透射光谱和相应的光变曲线清楚地显示了罗斯特-麦克劳克林效应(RM)和我们使用合成光谱模拟的恒星中心到边缘变化(CLV)的迹象。在Na I D $_2$线的位置检测到具有0.50 $\pm$ 0.06%(在$\sim 8.3σ$水平)的线对比度和0.13 $\pm$ 0.02 A的半高全宽(FWHM)的统计学显著的窄吸收特征。对于Na I D $_1$线信号,我们推导出0.13 $\pm$ 0.04%的线对比度(在$\sim 3.2σ$水平),我们认为这是试验性检测。此外,我们还提供了氢巴耳末谱线(H $α$、H $β$和H $γ$)…
Precise measurement of WASP-31 b's Rossiter-McLaughlin effect and characterization of the planet transmission spectra
Observatoire de l’Université de Genève(日内瓦大学天文台);Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto(波尔图大学空间与天体物理研究所);Département de Physique, Institut Trottier de Recherche sur les Exoplanètes, Université de Montréal(蒙特利尔大学特罗蒂埃系外行星研究系);INAF(意大利国家天体物理研究所)
A Cloudiness Index for Transiting Exoplanets Based on the Sodium and Potassium Lines: Tentative Evidence for Hotter Atmospheres Being Less Cloudy at Visible Wavelengths
The small transiting planet population revealed by ESPRESSO with extreme precision radial velocities
Université de Genève(日内瓦大学);Universidade do Porto(波尔图大学);Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)(加泰罗尼亚空间研究所);Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC)(空间科学研究所);Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences(奥地利科学院空间研究所)
The Neptunian ridge planet WASP-156 b does not have a polar orbit
University of Warwick(华威大学);Princeton University(普林斯顿大学);Schmidt Sciences(施密特科学);University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学);University of Birmingham(伯明翰大学);Max Planck Institute for Astronomy(马克斯·普朗克天文学研究所)
通过分析 ESPRESSO 和 MAROON-X 的罗斯特-麦克劳林效应观测,发现 WASP-156 b 的轨道是共面的(λ=-8±16°),否定了先前高度倾斜轨道的结论,并更新了系统参数。
The atmosphere of the warm Neptune GJ 436 b probed with ESPRESSO
Centro de Astrobiología, CSIC-INTA(天体生物学中心,CSIC-INTA);Département d’Astronomie de l’Université de Genève(日内瓦大学天文系);Institut Trottier de Recherche sur les Exoplanètes, Université de Montréal(特罗蒂埃系外行星研究所,蒙特利尔大学);INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri(意大利国家天体物理研究所 - 阿切尔奇天文台);Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto(天体物理与空间科学研究所,波尔图大学);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);INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste(意大利国家天体物理研究所 - 的里雅斯特天文台)
High-resolution spectroscopic atmospheric studies of 5 hot Jupiters across the edge of the Neptune desert
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院);Beijing Planetarium, Beijing academy of science and technology(北京天文馆,北京科学技术研究院);Department of Astronomy, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学天文系);Deep Space Exploration Laboratory(深空探测实验室);National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家空间科学中心)
Simultaneous retrieval of orbital phase resolved JWST/MIRI emission spectra of the hot Jupiter WASP-43b: evidence of water, ammonia and carbon monoxide
High-Resolution Dayside Spectroscopy of the Ultra-Hot Jupiter WASP-178b with GHOST/Gemini South
East Texas A&M University(东德克萨斯农工大学);International Gemini Observatory/NSF NOIRLab(国际Gemini天文台/美国国家光学红外天文实验室研究组织);University of Waterloo(滑铁卢大学);Waterloo Centre for Astrophysics, University of Waterloo(滑铁卢大学滑铁卢天体物理中心);Arizona State University(亚利桑那州立大学);Queen’s University Belfast(贝尔法斯特女王大学);California Institute of Technology(加州理工学院);The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学)