利用 CRIRES+ 探测 H$_2$O：以 WASP-20b 为例

宽光谱范围、高分辨本领（R>70 000）的红外光谱已被证明是揭示数十颗系外行星大气成分的主要技术之一。位于 VLT 的近期升级光谱仪 CRIRES（CRIRES+）于 2021 年 9 月进行了首次科学验证，其大气表征的新能力已准备接受测试。我们分析了用 CRIRES+ 获取的炽热土星 WASP-20b 在 K 波段（1981–2394 nm）的透射光谱，旨在探测 H2O 和 CO 的谱征。我们使用主成分分析去除随时间变化的主要污染源（如大气吸收带和恒星光谱），并通过将观测与不含环流的 1D 和 3D 合成光谱互相关提取行星光谱。我们给出了利用仅含 H2O 的 1D 和 3D 模型分别在水蒸气分子吸收方面信噪比为 4.2 和 4.7 的 tentative 探测。两种模型类型的 CCF 峰值出现在相同的静止系速度（Vrest = -1 $\pm$ 1 kms$^{-1}$），以及相同的投影行星轨道速度但误差区间不同（1D 模型：KP = 131$^{+18}_{-29}$ kms$^{-1}$；3D：KP = 131$^{+23}_{-39}$ kms$^{-1}$）。我们的结果与文献预期值（132.9 $\pm$ 2.7 kms$^{-1}$）一致。尽管观测条件次优且数据处理流水线在校准和归约原始数据集时存在问题，我们仍获得了 WASP-20b 大气中水的首次 tentative 探测。我们建议进行更深入的分析和补充观测以确认我们的结果并揭示 CO 的存在。