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超级蓬松行星Kepler-79d的无特征红外透射光谱

地球与行星天体物理 2020-10-16 v2

摘要

极低密度行星(“超级蓬松行星”,super-puffs)是凌星行星群体中一个小但引人入胜的子类。其质量处于超级地球范围(1101-10 M_{\oplus}),半径类似巨行星(>4>4 R_{\oplus}),它们的大包层可能在水雪线之外吸积形成,且许多似乎易发生灾难性质量损失。水的存在与质量损失的重要性均可利用透射光谱来探究。本文中,我们呈现了超级蓬松行星Kepler-79d的新HST WFC3光谱与更新的Kepler凌星深度测量。我们在 1.11.71.1-1.7 μ\mum WFC3波段未探测到任何分子吸收特征,且Kepler与WFC3数据的联合结果与平坦线模型一致,表明大气中存在气溶胶。我们将Kepler-79d的透射光谱形状与一种微物理霾模型预测相比较,该模型包含了由持续质量损失引起的向外粒子通量。我们发现光化学霾为Kepler-79d之类超级蓬松行星的观测性质提供了诱人的解释,因为它们同时使近红外光谱无特征,并通过将所测半径(凌星期间光深为一的表面)移至更低压强而降低推断的包层质量损失率。我们重新审视超级蓬松行星质量损失率的更广泛问题,发现若霾将光球层从通常假定的 10\sim 10 mbar压强移至 10  μ\sim 10 \; \mubar,则多数超级蓬松行星的年龄估计与质量损失率可得以调和。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.05480,
  title  = {A Featureless Infrared Transmission Spectrum for the Super-Puff Planet Kepler-79d},
  author = {Yayaati Chachan and Daniel Jontof-Hutter and Heather A. Knutson and Danica Adams and Peter Gao and Björn Benneke and Zachory Berta-Thompson and Fei Dai and Drake Deming and Eric Ford and Eve J. Lee and Jessica E. Libby-Roberts and Nikku Madhusudhan and Hannah R. Wakeford and Ian Wong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.05480},
  year   = {2020}
}

备注

Awaiting publication in AJ. Small updates in Table 6 and Fig 11. Table 3 and 6 will be provided in MRT format upon publication