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利用 ESPRESSO 对 WASP-19b 的光谱巡测

地球与行星天体物理 2021-04-22 v3 太阳与恒星天体物理

摘要

高分辨率精密光谱学为探测系外行星大气提供了多种稳健的技术。我们呈现了利用 VLT/ESPRESSO 对热木星系外行星 WASP-19b 的多次凌星观测,该行星此前在低分辨率研究中曾报道过但存在争议的大气特征。通过光谱合成与 Rossiter-McLaughlin (RM) 效应建模,我们计算了该系统的恒星、轨道与物理参数。通过窄带光谱学,我们未探测到 H I、Fe I、Mg I、Ca I、Na I 和 K I 任一中性物种,并给出了它们谱线对比度的上限。通过与大气模型的交叉相关分析,我们未探测到 Fe I,并通过注入与提取给出了其质量分数的 3σ 上限 log (X_Fe/X_⊙) ≈ -1.83 ± 0.11。我们表明,由于缺少强吸收带以及相对较低的 S/N 比,无法探测已知丰度下 H_2O 的存在。我们在 TiO 的交叉相关图中探测到一个 barely significant 的峰值 (3.02 ± 0.15 σ),与先前报道的亚太阳丰度一致。这仅是 TiO 存在的暗示,并不构成确认。然而,我们通过色散 RM 测量确认了先前观测到的朝向蓝波长的增强散射的存在,指向一个有霾的大气。我们最后重新分析了该系外行星的低分辨率透射光谱,得出结论:未掩恒星黑子单独无法解释先前探测到的特征。我们对 WASP-19b 的 FORS2 光谱的重新分析发现了约 100× 亚太阳 TiO 丰度,精确约束为 log X_TiO ≈ -7.52 ± 0.38,与 ESPRESSO 给出的 TiO 暗示一致。我们提出了与其他看似矛盾结果调和的可行路径。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.12858,
  title  = {A Spectral Survey of WASP-19b with ESPRESSO},
  author = {Elyar Sedaghati and Ryan J. MacDonald and Núria Casasayas-Barris and H. Jens Hoeijmakers and Henri M. J. Boffin and Florian Rodler and Rafael Brahm and Matías Jones and Alejandro Sánchez-López and Ilaria Carleo and Pedro Figueira and Andrea Mehner and Manuel López-Puertas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.12858},
  year   = {2021}
}

备注

24 pages, 16 figures, Accepted for publication in MNRAS