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WASP-107b 前缘与尾部的连续氦吸收

地球与行星天体物理 2025-05-28 v1

摘要

氦逸出气体大气的检测已彻底改变了我们对气体逸出和系外行星演化的理解。利用来自詹姆斯·威布斯太空站(JWST)NIRISS-SOSS 模式的高精度光谱观测,我们报告在 WASP-107b 的前缘阶段检测到显著的氦吸收(17σ\sigma),以及在穿越和后穿越阶段的氦吸收。这一独特的连续氦吸收大约在行星 ingress 前 1.5 小时开始,揭示了延伸热phere 的存在。观测显示在氦三角线(36σ\sigma;NIRISS-SOSS 分辨率 \sim 700)附近的最大穿越深度为 2.395%±0.01%2.395\% \pm 0.01\%。我们的行星热sphere 模型与测量的光曲线良好吻合,表明流出气体可延伸至数十个行星半径。此外,我们可信地检测到水吸收(log10 H2O=-2.5 ±\pm 0.6),并叠加一个短波长斜率,我们将其归因于来自未遮蔽恒星斑点的显著特征(5.2σ\sigma),而非小颗粒浊度斜率。我们将 K 的上限置于 log10 K<<-4.86(或 K/H<< 75×\times 恒星值)于 2σ\sigma 水平,这与 O/H 超太阳金属量估计相符。这一研究强调了 JWST 在追踪大气和质量损失过程方面的变革性潜力,同时为针对氦逸出及其对行星演化影响的未来研究提供了基准。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.20588,
  title  = {Continuous helium absorption from the leading and trailing tails of WASP-107b},
  author = {Vigneshwaran Krishnamurthy and Yann Carteret and Caroline Piaulet-Ghorayeb and Jared Splinter and Dhvani Doshi and Michael Radica and Louis-Philippe Coulombe and Romain Allart and Vincent Bourrier and Nicolas B. Cowan and David Lafrenière and Loïc Albert and Lisa Dang and Ray Jayawardhana and Doug Johnstone and Lisa Kaltenegger and Adam B. Langeveld and Stefan Pelletier and Jason F. Rowe and Pierre-Alexis Roy and Jake Taylor and Jake D. Turner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.20588},
  year   = {2025}
}

备注

Under review in Nature Astronomy (9 Figures)