通过高分辨率光谱清晰观测一颗多云褐矮星伴星

直接成像研究主要使用低分辨率光谱（$R\sim20-100$）来研究巨行星与褐矮星伴星的大气，但云的存在常导致反演大气丰度（如 C/O、金属丰度）的简并。这阻碍了对这些伴星形成机制的清晰认识。Keck 行星成像与表征仪（KPIC）利用自适应光学与单模光纤将光导入 NIRSPEC（$K$ 波段 $R\sim35,000$），旨在以高分辨率光谱应对这些挑战。基于 petitRADTRANS 的大气反演框架，我们分析基准褐矮星 HD 4747 B（$m=67.2\pm1.8~M_{\rm{Jup}}$，$a=10.0\pm0.2$ au，$T_{\rm eff}\approx1400$ K）的 KPIC 高分辨率光谱（$2.29-2.49~\mu$m）与档案低分辨率光谱（$1-2.2~\mu$m）。我们发现，由 KPIC 高分辨率光谱测得的伴星 C/O 与金属丰度在 $1-2\sigma$ 内与其宿主恒星一致。$K$ 波段高分辨率光谱反演的参数亦独立于我们所选云模型。相反，低分辨率光谱反演的参数对所选云模型高度敏感。最后，我们利用 KPIC 数据在该 L/T 过渡伴星中探测到 CO、H$_2$O 与 CH$_4$（体积混合比 log(CH$_4$)=$-4.82\pm0.23$）。相对分子丰度使我们能约束 HD 4747 B 大气中的化学非平衡程度，并推断出处于混合长理论预测上限的垂向扩散系数。