一颗温带亚海王星的高分辨率光谱侦察

对温带亚海王星的研究是系外行星科学的新前沿。过去一年的一项重大进展是，James Webb Space Telescope (JWST) 首次在一颗温带亚海王星 K2-18 b（一个可能的 Hycean 世界）的大气中探测到了含碳分子。JWST 准备对其他几颗此类行星的大气进行表征，这对温带环境下的行星过程具有重要意义。与此同时，地基高分辨率光谱在探测巨系外行星的化学特征方面取得了高度成功，尽管低质量行星仍然难以捉摸。在本研究中，我们报告了使用地基高分辨率透射光谱对一颗温带亚海王星进行的大气侦察。较长的轨道周期和较低的视向速度导致凌星期间行星视向速度较低，使该系统成为温带亚海王星高分辨率光谱的宝贵试验台。我们使用 Gemini-South 上的 IGRINS 仪器（R$\sim$45,000）在行星凌星期间观测了 H 和 K 波段的高分辨率时间序列光谱。利用单次凌星的观测，我们发现了大气中存在甲烷 (CH$_4$) 的微弱证据 (2.2$\sigma$)，而对于无云富 H$_2$ 大气本应具有强可探测性的氨 (NH$_3$)，则未发现任何证据。我们使用不同大气情景的注入测试评估了我们的发现，发现它们与高 CH$_4$/NH$_3$ 比率和/或高空云的存在相一致。我们的结果证明了 Gemini-S/IGRINS 对温带亚海王星进行大气表征的能力，以及在该行星环境下天基与地基设施之间的互补性。