Retrieval study of cool, directly imaged exoplanet 51 Eri b
Niall Whiteford, Alistair Glasse, Katy L. Chubb, Daniel Kitzmann, Shrishmoy Ray, Mark W. Phillips, Beth A. Biller, Paul I. Palmer, Ken Rice, Ingo P. Waldmann, Q… 展开作者
Niall Whiteford, Alistair Glasse, Katy L. Chubb, Daniel Kitzmann, Shrishmoy Ray, Mark W. Phillips, Beth A. Biller, Paul I. Palmer, Ken Rice, Ingo P. Waldmann, Quentin Changeat, Nour Skaf, Jason Wang, Billy Edwards, Ahmed Al-Refaie
本研究改造TauREx3以反演直接成像亚恒星大气，经GJ 570D验证后首次对51 Eri b进行自由化学反演，发现2.7σ氨信号并揭示模型与数据选择会影响结论。
摘要：
反演方法是一种强大的分析技术，用于通过估计在正向模型中结合起来以最佳拟合观测光谱的整体物理和化学性质来建模系外行星大气，而且它们正越来越多地应用于直接成像系外行星的观测。我们改造了贝叶斯反演套件TauREx3，用于分析来自直接成像气态巨系外行星和褐矮星的近红外分光光度测量数据。我们通过给出褐矮星基准GJ 570D的结果来证明TauREx3对亚恒星大气的适用性，这些结果与先前的反演研究一致，同时也展示了与碱金属线存在相关的系统偏差。我们还利用来自GPI和SPHERE的光谱观测，给出了冷系外行星51 Eri b的结果，这是对该天体首次应用自由化学反演分析。虽然我们的反演分析能够在不采用云层消光的情况下解释光谱和光度观测，但我们得出结论，这可能是采用能够模拟云层存在的灵活温度-压力廓线的结果。我们给出了在2.7σ置信度下检测到氨的贝叶斯证据，这是系外行星大气中存在氨的首个迹象。这与该分子存在于相似光谱类型褐矮星中的情况一致。我们就反演得到的分子丰度展示了51 Eri b与GJ 570D之间的化学相似性。最后，我们表明，在采用不同光谱数据和建模组件（例如温度-压力结构和云层结构）时，关于51 Eri b的总体反演结论可能会发生变化。
英文摘要：
Retrieval methods are a powerful analysis technique for modelling exoplanetary atmospheres by estimating the bulk physical and chemical properties that combine in a forward model to best-fit an observed spectrum, and they are increasingly being applied to observations of directly-imaged exoplanets. We have adapted TauREx3, the Bayesian retrieval suite, for the analysis of near-infrared spectrophotometry from directly-imaged gas giant exoplanets and brown dwarfs. We demonstrate TauREx3's applicability to sub-stellar atmospheres by presenting results for brown dwarf benchmark GJ 570D which are consistent with previous retrieval studies, whilst also exhibiting systematic biases associated with the presence of alkali lines. We also present results for the cool exoplanet 51 Eri b, the first application of a free chemistry retrieval analysis to this object, using spectroscopic observations from GPI and SPHERE. While our retrieval analysis is able to explain spectroscopic and photometric observations without employing cloud extinction, we conclude this may be a result of employing a flexible temperature-pressure profile which is able to mimic the presence of clouds. We present Bayesian evidence for an ammonia detection with a 2.7$σ$ confidence, the first indication of ammonia in an exoplanetary atmosphere. This is consistent with this molecule being present in brown dwarfs of a similar spectral type. We demonstrate the chemical similarities between 51 Eri b and GJ 570D in relation to their retrieved molecular abundances. Finally, we show that overall retrieval conclusions for 51 Eri b can vary when employing different spectral data and modelling components, such as temperature-pressure and cloud structures.
Direct Imaging for the Debris Disk around $ε$ Eridani with the Cool-Planet Imaging Coronagraph
CAS Key Laboratory of Planetary Sciences, Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院行星科学重点实验室，紫金山天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）；CAS Center for Excellence in Comparative Planetology（中国科学院比较行星学卓越创新中心）
我们使用1D模型来解决光化学和可能的烟雾形成的照射温暖的木星，51波江座b。本计划的重点是碳，但硫的光化学结果是重要的。有机光化学烟雾的情况是有趣的，但缺乏令人信服的。如果有机烟雾形成，如果51 Eri b的垂直混合比木星弱，它们最有可能这样做，并且它们将在甲烷和水光解的高度以下被发现。更新颖的结果是，光化学将H $_2$ S转化为元素硫，在此处理为S $_8$。在较冷的模型中，S $_8$预计会凝结成固体硫颗粒的光学厚云，而在较暖的模型中，S $_8$与其他几种硫同素异形体一起保持蒸汽状态，这些硫同素异形体在视觉上引人注目，并且可能是可观察的。对于51 Eri b，有和没有冷凝硫的模型之间的分界线是在700 K的有效温度，这是在其实际有效温度的误差范围内;硫冷凝的局部温度在280和320 K之间。我们讨论的硫光化学反应非常普遍，应该在广泛的温度范围内的各种世界中发现，无论是比这里研究的650-750 K范围更冷还是更热，我们表明硫光化学反应的产物在紫外线辐射比51 Eri b弱几个数量级的行星上几乎同样丰富。
A High-Resolution Spectroscopic Survey of Directly Imaged Companion Hosts: I. Determination of diagnostic stellar abundances for planet formation and composition
University of California, San Diego（加州大学圣迭戈分校）；University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Caltech-IPAC（加州理工学院IPAC）；University of Notre Dame（圣母大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
The Second Discovery from the COol Companions ON Ultrawide orbiTS (COCONUTS) Program: A Cold Wide-Orbit Exoplanet around a Young Field M Dwarf at 10.9 pc
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。
Molecular mapping of an exoplanet with JWST: NH3 detection in the temperate super-Jupiter Epsilon Indi Ab
Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie（天体物理学与行星学研究所在）；École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）；Observatoire de Paris（巴黎天文台）
利用JWST红外光谱和交叉相关技术，对直接成像的温带超级木星Epsilon Indi Ab进行分子测绘，可靠探测到NH3、H2O、CH4，并边缘性探测到CO2，验证了该方法在强恒星污染下的有效性。
Discovery of Rotational Modulations in the Planetary-Mass Companion 2M1207b: Intermediate Rotation Period and Heterogeneous Clouds in a Low Gravity Atmosphere
