全 15 章の第 11 章 · 解説：SetuHQ はこれを行わない
大気を読む
トランジット中、星の光の一部は惑星の縁で大気を通過する。分子が吸収する波長では大気がより高い位置まで不透明になるため、その波長では惑星がわずかに大きく見える。SetuHQ は分光を行わない：ここでは JWST 級の望遠鏡がどのように大気を読み取るかを説明する。
大気のスケールハイト1つ分 H = k_B T/(μ m_H g) は、トランジット深さを約2 H Rp/R★²変化させる。強い特徴は数スケールハイトにわたる。小さな恒星を回る高温で膨らんだ水素に富む惑星が最大のシグナルを与える（Seager & Sasselov 2000; Winn 2010）。
| 量 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| WASP-39 bのスケールハイト（μ = 2.3） | 930 km | exoplanet.eu Mp = 0.28 MJ, Rp = 1.27 RJ; Teq 1116 K (Faedi et al. 2011) [calc] |
| WASP-39 b: スケールハイトあたりの深さの変化 | 436 ppm | R★ = 0.895 R☉ [計算] |
| WASP-39 b: CO₂ at 4.3 µm | 26σ | JWST ERS Team 2023 |
| pi Men c：スケールハイトあたり、H₂ に富む | 17 ppm | Teq 1147 K（exoplanet.eu）[計算値] |
| pi Men c: スケールハイトあたり、水蒸気 (μ = 18) | 2.1 ppm | [計算] |
| pi Men c：SetuHQ に保存されたトランジット深さ | 241 ppm | setuhq run(実データ) |
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 ›
実際のスペクトル：JWST による WASP-39 b
実データ、出典付き。Carter et al. 2024, Nature Astronomy 8, 1008, doi:10.1038/s41550-024-02292-x。データ：Products and Models for "A benchmark JWST near-infrared spectrum for the exoplanet WASP-39 b"、Zenodo record 10161743、ライセンス CC-BY-4.0。ファイル ZENODO/4_TRANSMISSION_SPECTRA/Fixed_LimbDarkening/NIRSpec_PRISM/bins_scale5.csv、取得日 2026-10-19。深さ = (Rp/R★)²、誤差 = 2·(Rp/R★)·σ（σ は公表された下側誤差と上側誤差の大きい方）。線は論文の最良フィットモデルであり、SetuHQ のものではない。
大気ラボ
分子のオン・オフを切り替え、温度、平均分子量、バンドの強さを変更できる。ラボはWASP-39 bの保存された質量と半径からスケールハイトとスケールハイトあたりの深さを計算し、各分子のバンドを加える。これはトイモデルであり、放射伝達計算ではない:バンド中心は実際の値だが、バンド幅は表示用に選んだもので、強さはスライダーで設定するスケールハイト単位である。
出典
- Seager & Sasselov 2000, ApJ 537, 916
- Winn 2010、トランジットと掩蔽（Transits and occultations）
- 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（WASP-39 b のベンチマークスペクトル）
- Carter et al. 2024 データプロダクト、CC-BY-4.0（Zenodo）
- Schwieterman et al. 2018, Astrobiology 18, 663（バイオシグネチャー）
- NIST CCCBDBの実験的な分子構造と基本振動