第 11 章,共 15 章 · 说明:SetuHQ 不执行此项
解读大气
凌星期间,一小部分星光会穿过行星边缘的大气。在分子吸收的波段,大气在更高处就已不透明,因此行星在这些波长下看起来略大一些。SetuHQ 不进行光谱分析:这里说明的是 JWST 级望远镜如何解读大气。
大气的一个标高 H = k_B T/(μ m_H g) 会使凌星深度改变约 2 H Rp/R★²。强特征跨越几个标高。小恒星周围炽热、膨胀、富氢的行星给出的信号最大(Seager & Sasselov 2000;Winn 2010)。
| 量 | 数值 | 出处 |
|---|---|---|
| WASP-39 b 标高(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:每个标高对应的深度变化 | 436 ppm | R★ = 0.895 R☉ [计算值] |
| WASP-39 b: CO₂ at 4.3 µm | 26σ | JWST ERS Team 2023 |
| pi Men c:按标高计,富 H₂ | 17 ppm | Teq 1147 K(exoplanet.eu)[计算] |
| pi Men c:每个标高,水蒸气(μ = 18) | 2.1 ppm | [计算值] |
| pi Men c:SetuHQ 存储的凌星深度 | 241 ppm | setuhq run(真实数据) |
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 ›
真实光谱:JWST 观测的 WASP-39 b
真实数据,附引用。Carter et al. 2024,Nature Astronomy 8,1008,doi:10.1038/s41550-024-02292-x;数据:Products and Models for "A benchmark JWST near-infrared spectrum for the exoplanet WASP-39 b",Zenodo 记录 10161743,许可 CC-BY-4.0。文件 ZENODO/4_TRANSMISSION_SPECTRA/Fixed_LimbDarkening/NIRSpec_PRISM/bins_scale5.csv,获取于 2026-10-19;深度 = (Rp/R★)²;误差 = 2·(Rp/R★)·σ,取已发表的下误差与上误差中的较大者。曲线为论文的最佳拟合模型,而非 SetuHQ 的模型。
大气实验室
开启或关闭分子,并调整温度、平均分子量和谱带强度。本实验室根据 WASP-39 b 已存储的质量和半径计算标高及每个标高对应的深度,然后叠加各分子的谱带。这是一个简化的玩具模型,并非辐射转移计算:谱带中心是真实的,谱带宽度为显示而选定,强度以标高为单位,由滑块设定。
出处
- Seager & Sasselov 2000, ApJ 537, 916
- Winn 2010,凌星与掩星(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 等人 2024, Nat. Astron. 8, 1008(WASP-39 b 基准光谱)
- Carter et al. 2024 数据产品,CC-BY-4.0(Zenodo)
- Schwieterman et al. 2018, Astrobiology 18, 663(生物标志物)
- NIST CCCBDB 实验几何结构与基频