利用 JWST NIRSpec 对 51 Eridani b 进行直接光谱 spectroscopy

我们报告了使用 JWST / NIRSpec 对低质量、恒温的系外行星 51 Eridani b（2-4 倍行星质量，约 750 K）进行高对比度直接光谱 spectroscopy 的结果。采用固定狭缝配置（F290LP / G395H，$3-5\,\mu$m，R$\sim$2,700），通过对减去平坦化数据与大气前向模型进行交叉相关分析，表明在行星预期位置和速度处检测到来自分子信号的行星信号，其显著性达到 $4.8\sigma$。检测到的行星信号主要来自甲烷和二氧化碳的分子特征，首次直接确认了这两种分子在 51 Eridani b 大气中共存并处于化学不平衡状态。新的综合性大气模型分析表明，地面基于 IFU 的光谱 spectroscopy 与 NIRSpec 数据一致，最佳拟合模型参数为：$T_\mathrm{eff}$ = 800$^{+21.5}_{-55.5}$ K，$\log g$ = 3.75$^{+0.09}_{-0.37}$，$[M/H]$ = 0.7$^{+0.07}_{-0.21}$，$\textrm{C}/\textrm{O}$ = 0.458$^{+0.08}_{-0.09}$，$\log K_\mathrm{zz}$ = 3$^{+0.47}_{-0.73}$，$R_\mathrm{P}$ = 1.36$^{+0.07}_{-0.03}$ $R_\mathrm{Jup}$，$f_\mathrm{hole}$ = 0.3$^{+0.10}_{-0.07}$，以及 NIRSpec 误差膨胀参数：$\hat{e}$ = 1.74$^{+0.02}_{-0.03}$。我们随后讨论了固定狭缝与 IFU 基于高对比度光谱方法的观测经验教训，并提出了改进分析方法的可能性。