Глава 11 из 15 · пояснение: SetuHQ этого не делает
Чтение атмосфер
Во время транзита тонкая доля звёздного света проходит через атмосферу планеты у её края. Там, где поглощают молекулы, атмосфера остаётся непрозрачной до больших высот, поэтому на этих длинах волн планета выглядит немного больше. SetuHQ не занимается спектроскопией: здесь объясняется, как атмосферы изучают телескопы класса JWST.
Одна шкала высот атмосферы H = k_B T/(μ m_H g) меняет глубину транзита примерно на 2 H Rp/R★². Сильные особенности охватывают несколько шкал высот. Наибольшие сигналы дают горячие, раздутые, богатые водородом планеты у малых звёзд (Seager & Sasselov 2000; Winn 2010).
| Величина | Значение | Источник |
|---|---|---|
| Шкала высот WASP-39 b (μ = 2,3) | 930 km | exoplanet.eu Mp = 0,28 MJ, Rp = 1,27 RJ; Teq 1116 K (Faedi et al. 2011) [расч.] |
| WASP-39 b: изменение глубины на одну шкалу высот | 436 ppm | R★ = 0,895 R☉ [расч.] |
| WASP-39 b: CO₂ at 4.3 µm | 26σ | JWST ERS Team 2023 |
| pi Men c: на одну шкалу высот, атмосфера с преобладанием H₂ | 17 ppm | Teq 1147 K (exoplanet.eu) [расч.] |
| pi Men c: на шкалу высот, водяной пар (μ = 18) | 2,1 ppm | [расч.] |
| pi Men c: сохранённая в SetuHQ глубина транзита | 241 ppm | setuhq run (реальные данные) |
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 ›
Реальный спектр: WASP-39 b по данным JWST
Реальные данные, со ссылкой. Carter et al. 2024, Nature Astronomy 8, 1008, doi:10,1038/s41550-024-02292-x; данные: Products and Models for "A benchmark JWST near-infrared spectrum for the exoplanet WASP-39 b", запись Zenodo 10161743, лицензия CC-BY-4.0. Файл ZENODO/4_TRANSMISSION_SPECTRA/Fixed_LimbDarkening/NIRSpec_PRISM/bins_scale5.csv, получен 2026-10-19; Depth = (Rp/R★)²; погрешность = 2·(Rp/R★)·σ, бо́льшая из опубликованных нижней и верхней погрешностей. Линия — модель наилучшего согласия из статьи, а не модель SetuHQ.
Лаборатория атмосфер
Включайте и выключайте молекулы, меняйте температуру, среднюю молекулярную массу и интенсивность полос. Лаборатория вычисляет шкалу высот и глубину на одну шкалу высот по сохранённым массе и радиусам WASP-39 b, затем добавляет полосы каждой молекулы. Это игрушечная модель, а не расчёт переноса излучения: центры полос реальны, ширины полос выбраны для наглядности, а интенсивности задаются в шкалах высот ползунком.
Источники
- Seager & Sasselov 2000, ApJ 537, 916
- Winn 2010, транзиты и покрытия
- 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 (эталонный спектр WASP-39 b)
- Продукты данных Carter et al. 2024, CC-BY-4.0 (Zenodo)
- Schwieterman et al. 2018, Astrobiology 18, 663 (биосигнатуры)
- Экспериментальные геометрии и основные частоты NIST CCCBDB