Early Release Science des Exoplaneten WASP-39b mit JWST NIRSpec G395H

Modelltransmissionsspektren von WASP-39b mit PHOENIX und gCMCRT bei unterschiedlichen SO2-Gehalten im Vergleich zum beobachteten Spektralmerkmal bei 4,1 µm in den G395H-Daten. Bei Wellenlängen unter 3,95 µm, was außerhalb des Bereichs von SO2 liegt, überlappen sich alle Muster, was weiter darauf hindeutet, dass die Daten durch das Vorhandensein von SO2 in der Atmosphäre erklärt werden können. Durch Interpolation dieser 10-fachen solaren Metallizitätsmodelle finden wir eine am besten passende SO2-Häufigkeit von 4,6 +/- 0,67 ppm. Mit dem am besten passenden PICASO 3.0 bei 3× solarer Metallizität finden wir eine SO2-Häufigkeit von 2,5 +/- 0,65 ppm. — astro-ph.EP

Die Messung des Kohlenstoff- und Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre von Exoplaneten gilt als entscheidender Weg, um die Entstehung und Entwicklung von Exoplanetensystemen zu entschlüsseln.

Der Zugriff auf das chemische Inventar eines Exoplaneten erfordert hochpräzise Beobachtungen, die häufig aus einzelnen molekularen Detektionen mit weltraumgestützten und bodengestützten Einrichtungen mit geringer Auflösung abgeleitet werden.

Hier berichten wir über das Transmissionsspektrum mittlerer Auflösung (R~600) einer Exoplanetenatmosphäre zwischen 3-5 μm, das mehrere Absorptionsmerkmale für den Exoplaneten WASP-39b mit Saturnmasse abdeckt, das mit JWST NIRSpec G395H erhalten wurde. Unsere Beobachtungen erreichen eine 1,46-fache Photonenpräzision, was eine durchschnittliche Durchgangstiefenunsicherheit von 221 ppm pro spektroskopischem Bin liefert und minimale Auswirkungen durch systematische Effekte aufweist.

Wir finden eine signifikante Absorption von CO2 (28,5σ) und H2O (21,5σ) und identifizieren SO2 als Quelle der Absorption bei 4,1 μm (4,8σ). Die am besten passenden atmosphärischen Modelle liegen zwischen 3- und 10-facher solarer Metallizität mit C/O-Verhältnissen von subsolar zu solar. Diese Ergebnisse, einschließlich des Nachweises von SO2, unterstreichen die Bedeutung der Charakterisierung der Chemie von Exoplanetenatmosphären und zeigen, dass NIRSpec G395H ein ausgezeichneter Modus für Zeitreihenbeobachtungen in diesem kritischen Wellenlängenbereich ist.

Lily Alderson, Hannah R. Wakeford, Munatza K. Alam, Natasha E. Batala, Joshua D. Lotringer, Jea Adams Redai, Saugata Barratt, Jonathan Brande, Mario Damiano, Tansu Dailan, Nestor Espinoza, Laura Flagg, Jayesh M. Goyal, David Grant, Renee Hu, Julie English, Elspeth K. H. Lee, Thomas Michal-Evans, Lakeisha Ramos-Rosado, Pierre-Alexis Roy, Nicole L. Wallack, Natalie M. Battle, Jacob L. Bean, Björn Beneke, Zahori K. Bertha -Thompson, Arin L. Carter, Quentin Chanjit, Knickol D. Columbus, Ian J. M. Crossfield, Jean-Michel Desert, Daniel Foreman-Mackey, Neil P. Gibson, Laura Kreidberg, Michael R. Line, Mercedes Lopez-Morales, Karan Molaverdihani, Sarah E. Moran, Giuseppe Morello, Julian I. Moses, Sagnik Mukherjee , Everett Shlavin, David K. Singh, Kevin B. Stevenson, Jake Taylor, Keshav Agarwal, Eva-Maria Arer, Natalie H. Allen, Joanna K. Barstow, Taylor J. Bell, Jasmina Blecic, Sarah L. Casewell, Katie L. Chubb, Nicholas Kruse, Patrick E. Cubillos, Leanne Dessin, Adina D. Feinstein, Joanthan J. Fortney, Joseph Harrington, Kevin Heng, Nicholas Iroh, Eliza M.-R. Kempton, James Kirk, Heather A. Knutson, Jessica Crick, Jeremy LeConte, Monica Lendl, Ryan J. McDonald, Luigi Mancini, Megan Mansfield, Erin M. May, Nathan J. Main, Yamila Miguel, Nikolay K. Nikolov, Kazumasa Ono, Enric Palle, Vivien Parmentier, Dominique JM Little Dit of the Rock, Caroline Piaulet, Diana Powell, Benjamin V. Rackham, Seth Redfield, Laura K. Rogers, Zafar Rustamkulov, Xianyu Tan, P. Tremblin, Shang-Min Tsai, Jake D. Turner, Michael de Val-Borro, Olivia Venot, Louis Welbanks, Peter J. Wheatley, C. Jan

Kommentar: 44 Seiten, 11 Abbildungen, 3 Tabellen. Nach Überarbeitung erneut eingereicht bei Nature
Fächer: Astrophysik der Erde und der Planeten (astro-ph.EP); Instrumentierung und Methoden für die Astrophysik (astro-ph.IM); Solare und stellare Astrophysik (astro-ph.SR)
Zitieren als: arXiv:2211.10488 [astro-ph.EP] (oder arXiv:2211.10488v1 [astro-ph.EP] für diese Version)
Einreichungsverlauf
Von: Lily Alderson
[v1] Freitag, 18. November 2022, 19:57:14 UTC (5.275 KB)
https://arxiv.org/abs/2211.10488
Astrobiologie,

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