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一颗土星质量行星的高大气金属丰度

地球与行星天体物理 2023-03-28 v1

摘要

大气金属丰度(即比氦更重的元素,亦称“金属度”)是巨行星形成的关键诊断指标。太阳系巨行星的质量与其整体金属度和大气金属度之间均呈现反比关系。系外巨行星的质量与整体金属度也呈现反比关系。然而,该关系存在显著弥散,且大气金属度与行星质量或整体金属度如何相关尚属未知。本文表明,土星质量系外行星 HD 149026b 的大气金属度为太阳的 59–276 倍(1 σ\sigma 置信水平),高于土星大气金属度约太阳的 7.5 倍(>4 σ\sigma 置信度)。该结果基于利用 JWST 测量的该行星热发射光谱中 CO2_2 与 H2_2O 吸收特征的建模。HD 149026b 是已知金属最丰富的巨行星,其估计的整体重元素质量丰度为 66 ±\pm 2%。我们发现,HD 149026b 与太阳系巨行星的大气金属度均更与整体金属度相关,而非与行星质量相关。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.14206,
  title  = {High atmospheric metal enrichment for a Saturn-mass planet},
  author = {Jacob L. Bean and Qiao Xue and Prune C. August and Jonathan Lunine and Michael Zhang and Daniel Thorngren and Shang-Min Tsai and Keivan G. Stassun and Everett Schlawin and Eva-Maria Ahrer and Jegug Ih and Megan Mansfield},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.14206},
  year   = {2023}
}

备注

Published online in Nature on March 27, 2023; a JWST thermal emission spectrum of a planet that definitely has an atmosphere ;)