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GTC系外行星凌日光谱巡天调查

DOI:10.1051/0004-6361/201731113 期刊:Astronomy & Astrophysics 出版年份:2018 更新时间:2025-09-23 15:21:21
摘要: 研究目标:我们利用地面透射光谱技术(覆盖520-910纳米波段),对平衡温度约800K的膨胀暖态气态巨行星WASP-80b的大气展开研究。观测旨在探测该行星大气中钾(K)和钠(Na)元素的存在及丰度、高层云层的存在迹象,以及蓝端波段的瑞利散射特征。 研究方法:通过加那利大型望远镜(GTC)搭载的OSIRIS光谱仪获取两组成像光谱时序数据,分别估算520-910纳米范围内20纳米宽通带及钾/钠I共振双线附近6纳米宽通带的行星透射光谱。在透射光谱分析前,我们联合建模了27条光变曲线的三个已发表宽带数据集,以优化行星轨道参数、平均半径比及恒星密度的估算值,并将这些宽带分析所得参数后验分布作为透射光谱分析的先验信息。最终透射光谱分析采用"白场除法"消除两夜观测的共同系统误差,并运用高斯过程模型处理残余波长相关系统误差。 研究结果:获得无瑞利散射或钾/钠吸收特征的平坦透射光谱,同时宽带数据与GTC数据联合建模改进了系统参数表征。两次独立观测获得的透射光谱具有一致性,参数化与非参数化系统误差模型的分析结果也相互吻合。平坦光谱特征支持存在高层云的大气模型,而非无云且具有恒星或亚恒星金属丰度的模型。 研究结论:本结果与近期基于VLT望远镜FORS2仪器地面透射光谱发现的WASP-80b大气强钾吸收结论存在矛盾。
作者: H. Parviainen,E. Pallé,G. Chen,L. Nortmann,F. Murgas,G. Nowak,S. Aigrain,A. Booth,M. Abazorius,N. Iro
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研究概述 实验方案 设备清单

研究WASP-80b这颗平衡温度约800K的膨胀暖态气态巨行星的大气层,采用覆盖520至910纳米光谱范围的地面透射光谱观测法。该观测可探测WASP-80b大气中钾和钠元素的存在及其丰度、高层云层的存在情况,以及光谱蓝端区域的瑞利散射现象。

我们得到了一个平坦的透射光谱,未发现瑞利散射或钾(K I)、钠(Na I)吸收的证据,并在宽带和GTC数据集建模过程中获得了改进的系统特征参数。平坦的透射光谱更支持具有高空云层的大气模型,而非无云且具有恒星或亚恒星金属丰度的模型。我们的研究结果与最近基于VLT望远镜FORS2地面透射光谱观测所发表的WASP-80b大气中存在强钾(K I)吸收的发现相矛盾。

我们关注的信号——有效行星半径随波长的变化——极其微弱,对应于观测到的凌星深度变化约0.01%,以及有效行星-恒星半径比变化约0.1%。更复杂的情况来自可能的高层云层,它们会掩盖任何大气消光特征,导致平坦的透射光谱;此外,大气消光并非透射光谱中波长依赖性特征的唯一起源。

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