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利用哈勃空间望远镜测量的超高温木星WASP - 121b的光学透射光谱
摘要： 我们利用哈勃太空望远镜搭载的成像光谱仪，测得了超高温木星WASP-121b的大气透射光谱。在0.47-1微米波长范围内，数据显示其大气不透明度与先前近红外波段（1.15-1.65微米）测量值相当，在部分光谱通道甚至更高。不透明度的波长依赖性变化以3.7σ置信水平排除了灰色云层的可能性，更可能由钒氧（VO）光谱带解释。我们发现采用1500K温度和10-30倍太阳金属丰度的化学平衡无云模型能良好匹配这些数据。通过自由化学反演分析，估算出VO丰度为-6.6+0.3-0.2 dex。未检测到二氧化钛（TiO）迹象，并给出其丰度3σ上限为-7.9 dex，表明TiO可能在昼夜明暗交界处从气相凝结。最短波长处不透明度急剧上升，波长从0.47微米至0.3微米时压力标高增加约五倍。若该特征由均匀分布气溶胶的瑞利散射引起，则意味着6810±1530K的不合理高温。另一种解释是巯基自由基（SH）的吸收——该物质被预测为热木星大气非平衡化学的重要产物。无论近紫外吸收体为何，它都可能在低压区捕获大量入射恒星辐射，从而对大气的整体能量收支、热结构和环流产生重要影响。
关键词： 行星与卫星：气态巨行星，方法：观测，行星与卫星：大气层
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用ALMA亚毫米波观测绘制金星中间层的热结构及微量成分图谱
摘要： 背景：水蒸气和硫化合物是金星中高层大气光化学过程中的关键组分。这些物质与中层大气温度共同表现出剧烈的时间变化（包括短周期的昼夜及日际变化和长周期变化），其机制远未被充分理解。 目标：我们利用阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）观测亚毫米波段的CO、SO、HDO和SO2跃迁，研究这些物质的空间与时间变化特征。 方法：2011年11月首次ALMA早期科学观测周期0期间，分四组在不同日期获取观测数据。当时金星角直径约11角秒，光照因子92%，因此主要测绘了行星昼半球。基于标称CO丰度剖面，我们反演出整个盘面随纬度和地方时变化的垂直温度剖面，继而用于推导SO、SO2和H2O的分布。采用D/H丰度为地球值200倍的假设，将HDO作为水的示踪剂。 结果：获得了70-105公里高度范围内中层大气的三维温度分布图。SO、SO2和H2O在约85公里以下丰度可忽略，随后在中层大气上部随高度增加。盘面平均SO丰度在11月26日达到最大混合比15.0±3.1 ppb，次日降至最小值9.9±1.2 ppb。由于信噪比极低，SO2仅能从首日盘面平均光谱反演得出16.5±4.6 ppb的丰度，测得SO2/SO比值为1.5±0.4。全球SO分布图显示其丰度存在显著的纬度、地方时及日际变化（范围<1至15 ppb）。H2O盘面平均值显示从11月14日至27日持续下降，丰度从首日的3.6±0.6 ppm降至末日的2.9±0.7 ppm。H2O分布图揭示黄昏侧丰度略高于晨侧，且观测首日至次日出现显著耗竭。
关键词： 行星与卫星：个体：金星，方法：数据分析，行星与卫星：大气层，亚毫米波：行星系统，仪器：干涉仪，辐射传输
更新于2025-09-23 15:23:52
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“冷”PG 1159星在甚大望远镜和凯克望远镜光学高分辨率光谱中的弱金属线
摘要： PG 1159星是非常炽热（有效温度Teff=75,000-200,000K）、贫氢的（前）白矮星。它们很可能是渐近巨星分支（AGB）恒星晚期氦壳层闪光后，裸露出富氦、碳和氧的中间壳层物质所形成的。因此，其化学表面成分能揭示AGB恒星核合成的细节。由于极高的有效温度，详细的光谱分析通常完全依赖紫外波段观测——除了最热的PG 1159星（Teff>～130,000K），这些恒星在可见光谱中确实会显示CNO元素和氖（C iv、N v、O vi、Ne vii-viii）的高激发谱线。但最棘手的是仅显示C iv谱线的PG 1159类最冷成员?；袢〉岫榷耘卸咸囟ê阈蔷四闹滞砥谌嚷龀逖莼【爸凉刂匾?，而高氧丰度则是该恒星可能发生脉动的重要标志。本文研究了三颗"冷"PG 1159星（PG 0122+200、PG 2131+066、MCT 0130?1937，Teff=80,000-95,000K）的高分辨率高信噪比光学光谱。借助非局部热动平衡模型大气和合成光谱，我们识别出大量此前未检测到的弱CNO谱线（C iii、N iv、O iii-v）。这些谱线不仅能测定元素丰度，还能通过电离平衡精确限定有效温度，且无需依赖紫外波段观测。
关键词： 恒星：丰度，白矮星，恒星：演化，恒星：AGB和后AGB阶段，恒星：大气层
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用CARMENES高分辨率透射光谱法探测HD 189733 b上的He I λ10830 ?吸收线
摘要： 我们利用卡拉尔托高地的CARMENES高分辨率光谱仪，获得了HD 189733 b的三次凌星观测数据。在所有三次凌星中，均检测到10830?近红外He I三重线存在强烈吸收信号。凌星中期时，在净蓝移-3.5±0.4 km/s的10 km/s速度范围内，测得平均吸收水平为0.88±0.04%。入凌和出凌阶段吸收信号分别呈现+6.5±1.0 km/s和-12.6±3.1 km/s的视向速度（所有视向速度均在行星静止坐标系中测量）。研究表明，与恒星活动相关的伪信号会干扰行星大气吸收信号——这些伪信号可能贡献高达80%的观测信号，也可能影响观测到的视向速度特征，但几乎不可能完全解释全部信号。观测到的He I三重线中两条未分辨谱线与第三条谱线的强度比为2.8±0.2，显著偏离光学薄大气预期的数值。若解释为行星大气吸收，则支持一个仅延伸0.2倍行星半径、柱密度达4×1012 cm?2量级的致密氦大气模型。观测到的视向速度既可理解为具有赤道超自转的大气环流所致，也可能是蒸发物质形成的非对称大气组分的表征。我们未检测到持续蒸发的明确特征（如预示行星洛希瓣外物质的凌星前/后吸收，或超过逃逸速度的视向速度）。这些发现并不否定行星蒸发过程，仅表明HD 189733 b中检测到的氦吸收并未追踪到显示显著逃逸特征的大气层。
关键词： 恒星：活动性；行星与卫星：个体：HD 189773 b；红外线：行星系统；行星与卫星：大气层；行星-恒星相互作用；技术：光谱学
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过IRIS、Hinode和SDO观测到的小磁通量浮现区上方的磁环
摘要： 我报告了通过IRIS、Hinode和SDO对晚期磁通量浮现区域上方一组磁环的观测结果。该环系统由许多长度为5″–12″、宽度约0.5″的过渡区环丝和长度相似、宽度约2″的日冕环组成。尽管该环系统包含不同温度的环丝，但大多数单个环丝的温度范围较窄。在环系统中部，过渡区存在明显的约10 km s?1系统性蓝移（与磁通量浮现图景一致），而日冕区则观测到约10 km s?1红移。该环系统的非热速度在过渡区小于周围区域，但在日冕区与之相当。该环系统对应的日冕电子密度范围为1×109 cm?3至4×109 cm?3。同时测量了一个过渡区环的电子密度，发现约为5×1010 cm?3，比日冕环大一个数量级。与成像数据一致，通过微分发射测量技术推导的温度剖面证实部分环已被加热至日冕能级。我们的观测表明，磁通量浮现的晚期阶段与早期阶段存在显著差异。虽然观测到的过渡区以浮现磁通量为主，但这些浮现环可能被加热至日冕能级，且加热过程（若通过非热机制）很可能仅在其到达过渡区或低日冕后才发生。
关键词： 太阳：大气层，太阳：过渡区，太阳：日冕
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于钠钾谱线的凌日系外行星云量指数：高温大气在可见光波段云量较少的初步证据
摘要： 我们提出一个无量纲指数，用于量化凌日系外行星大气层的多云程度。该多云指数基于测量钠或钾谱线中心与翼部的凌日半径得出。在推导该指数时，我们重新审视了从凌日测量中推断等温压力标高高度的代数公式。研究表明Lecavelier等人及Benneke与Seager的公式本质相同：前者在假设平均分子质量的前提下推算温度，后者则在假设温度的前提下推算平均分子质量。更重要的是，这些公式无法区分多云与无云大气层。我们基于Sing等人研究的小样本（七个热土星/木星）计算了多云指数值，发现WASP-17b、WASP-31b和HAT-P-1b在可见光波段近乎无云。初步趋势显示：受辐射更强的行星大气往往含有较少亚微米级颗粒云。我们还测得WASP-17b、WASP-31b和HAT-P-1b的绝对钠和/或钾丰度约为102 cm?3（其他天体为上限值）。需对更大样本系外行星大气进行钠钾双谱线的高分辨率测量，以验证或推翻这一趋势。
关键词： 行星与卫星：大气层，方法：解析法
更新于2025-09-23 15:22:29
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欧罗巴的光学极光
摘要： 极光辐射为研究太阳系卫星稀薄大气提供了契机，能揭示分子与原子物种的存在、丰度及其时空变化特征。远紫外极光数十年来被用于研究伽利略卫星的大气。本文首次报道了2018年2月至4月期间木星食掩欧罗巴时，通过凯克I望远镜和哈勃太空望远镜观测到的6300/6364?波段可见光氧原子极光——该辐射源自亚稳态O(1D)能级。盘面积分的O(1D)亮度在不同日期间从<500瑞利波动至超过2千瑞利，平均比OI 1356?亮度高出15倍。6300/5577?发射比率可诊断母体分子：我们的数据集中未检测到5577?发射，这支持O?作为主要大气成分，并排除了O/O?混合比高于0.35的可能性。对于欧罗巴轨道处典型的O?大气和等离子体条件，所测表面亮度范围对应柱密度为(1-9)×101? cm?2。
关键词： 行星与卫星：极光，行星与卫星：大气层
更新于2025-09-23 15:22:29
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来自耀斑和光斑观测的SDO/AIA 1600和1700 ?滤光片的谱内容
摘要： 太阳耀斑期间紫外辐射的显著增强通常被视为这些事件释放的能量沉积导致低层太阳大气等离子体加热的标志。过渡区和日冕探测器以及大气成像组件（AIA；1600和1700 ?）通过宽带紫外滤光片拍摄的图像详细揭示了耀斑带的形态和演化过程。然而，这些图像的光谱成分仍基本未知。若不了解这些紫外滤光片的光谱贡献，这些丰富的成像数据集的使用将受到严重限制。为解决这一问题，我们利用天空实验室NRL SO82B摄谱仪在1300-1900 ?范围内的高分辨率光谱，估算了AIA紫外耀斑和光斑图像的光谱贡献。研究发现，AIA 1600 ?波段中耀斑的额外辐射主要由C IV 1550 ?双线（26%）、Si I连续谱（20%）构成，其他色球谱线如C I 1561和1656 ?多重线、He II 1640 ?以及Si II 1526和1533 ?也有较小贡献。对于AIA 1700 ?波段，C I 1656 ?多重线是主要贡献者（38%），其次是He II 1640 ?（17%），并伴随众多较弱的色球谱线，而连续谱的贡献极小。我们的研究结果可概括为：AIA紫外耀斑的额外辐射源自色球层，而两个波段的光斑辐射均以光球连续谱为主导。
关键词： 太阳：紫外线辐射，太阳：耀斑，太阳：大气层，太阳：色球层，太阳：光球层
更新于2025-09-23 15:22:29
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GTC系外行星凌日光谱巡天调查
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。
关键词： 行星与卫星：大气层，恒星：个体：WASP-80，技术：光谱学，行星与卫星：个体：WASP-80b，方法：统计，技术：测光
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用自适应光学辅助的L波段高色散光谱技术探测HR 8799 c大气中的水
摘要： 对褐矮星和系外行星进行高色散光谱观测能够实现诸多重要科学目标，例如绘制表面不均匀性图谱和测量自转速率。本文利用凯克望远镜NIRSPEC仪器（分辨率R=15,000）的自适应光学模式（NIRSPAO），展示了HR 8799 c的L波段观测结果。我们通过模板匹配方法（即对降噪光谱与模板光谱进行互相关分析）搜寻HR 8799 c大气中的分子物质（H2O和CH4）。检测到了H2O但未发现CH4，这表明该行星大气存在非平衡化学过程，与先前研究结论一致。我们通过行星信号注入模拟评估了自适应光学辅助高色散光谱观测的灵敏度，得出L波段可达10^-4对比度的结论。该灵敏度主要受限于建模光谱所用线表精度及探测器噪声，后者将通过NIRSPEC升级得到改善。
关键词： 行星与卫星：大气层、行星系统、方法：观测法、行星与卫星：成分、技术：光谱技术、技术：高角分辨率技术
更新于2025-09-23 15:21:21