Kapitola 11 z 15 · vysvětlení: SetuHQ toto nedělá
Čtení atmosfér
Během tranzitu prochází tenký proužek hvězdného světla atmosférou planety na jejím okraji. Tam, kde molekuly absorbují, je atmosféra neprůhledná i ve větší výšce, takže planeta se na těchto vlnových délkách jeví o něco větší. SetuHQ nedělá spektroskopii: zde je vysvětleno, jak dalekohledy třídy JWST čtou atmosféry.
Jedna výšková škála H = k_B T/(μ m_H g) atmosféry změní hloubku tranzitu asi o 2 H Rp/R★². Výrazné rysy pokrývají několik výškových škál. Největší signály dávají horké, nafouklé planety bohaté na vodík u malých hvězd (Seager & Sasselov 2000; Winn 2010).
| Veličina | Hodnota | Zdroj |
|---|---|---|
| WASP-39 b, škálová výška (μ = 2,3) | 930 km | exoplanet.eu Mp = 0,28 MJ, Rp = 1,27 RJ; Teq 1116 K (Faedi et al. 2011) [výp.] |
| WASP-39 b: změna hloubky na jednu škálovou výšku | 436 ppm | R★ = 0,895 R☉ [výpočet] |
| WASP-39 b: CO₂ at 4.3 µm | 26σ | JWST ERS Team 2023 |
| pi Men c: na jednu škálovou výšku, bohatá na H₂ | 17 ppm | Teq 1147 K (exoplanet.eu) [výpočet] |
| pi Men c: na jednu výškovou škálu, vodní pára (μ = 18) | 2,1 ppm | [výpočet] |
| pi Men c: hloubka tranzitu uložená v SetuHQ | 241 ppm | setuhq run (skutečná data) |
The bars are schematic: band positions are real (NIST CCCBDB fundamentals and Schwieterman et al. 2018), shapes and strengths are not. False colour: infrared is invisible to the eye. Which vibration makes each band ›
Skutečné spektrum: WASP-39 b z JWST
Skutečná data s citací. Carter et al. 2024, Nature Astronomy 8, 1008, doi:10,1038/s41550-024-02292-x; data: Products and Models for "A benchmark JWST near-infrared spectrum for the exoplanet WASP-39 b", záznam Zenodo 10161743, licence CC-BY-4.0. Soubor ZENODO/4_TRANSMISSION_SPECTRA/Fixed_LimbDarkening/NIRSpec_PRISM/bins_scale5.csv, staženo 2026-10-19; hloubka = (Rp/R★)²; chyba = 2·(Rp/R★)·σ, větší z publikovaných dolních a horních chyb. Čára je nejlépe odpovídající model z článku, nikoli model SetuHQ.
Atmosférická laboratoř
Zapínejte a vypínejte molekuly a měňte teplotu, střední molekulovou hmotnost a sílu pásů. Laboratoř spočítá škálovou výšku a hloubku na jednu škálovou výšku z uložené hmotnosti a poloměrů WASP-39 b a poté přidá pásy každé molekuly. Jde o zjednodušený model, nikoli výpočet přenosu záření: středy pásů jsou skutečné, šířky pásů jsou zvoleny pro zobrazení a síly jsou ve škálových výškách nastavených posuvníkem.
Zdroje
- Seager & Sasselov 2000, ApJ 537, 916
- Winn 2010, Tranzity a zákryty
- Faedi et al. 2011, A&A 531, A40 (WASP-39 b)
- JWST ERS Team 2023, Nature 614, 649 (CO₂ in WASP-39 b)
- Carter et al. 2024, Nat. Astron. 8, 1008 (referenční spektrum WASP-39 b)
- Datové produkty Carter et al. 2024, CC-BY-4.0 (Zenodo)
- Schwieterman et al. 2018, Astrobiology 18, 663 (biosignatury)
- Experimentální geometrie a základní frekvence z NIST CCCBDB