55 Cancri b 存在凌日扩展大气的迹象
地球与行星天体物理
2015-06-11 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
肉眼可见的恒星 55 Cancri 拥有一个包含五颗已知行星的行星系统，其中包括一颗极度靠近其恒星的炽热超级地球（55 Cnc e），以及一颗位于更远处、相较于其他已知热木星处于较温和辐照条件下的巨行星（55 Cnc b）。该系统引发了关于近距系外行星大气演化及其对行星质量和辐照度依赖性的重要问题。这些问题可以通过对扩展氢行星大气的莱曼阿尔法（Lyman-alpha）凌日观测，辅以同期的恒星 X 射线通量测量来解决。事实上，行星'e'已被探测到发生凌日，表明该系统几乎侧向对着我们。然而，迄今为止尚未观测到行星'b'的凌日现象。在此，我们报告了利用哈勃空间望远镜 STIS 进行的莱曼阿尔法观测以及利用钱德拉 ACIS-S 进行的 55 Cnc X 射线观测。这些同步观测覆盖了 55 Cnc e 的两次凌日和 55 Cnc b 的两次下合。观测结果显示该恒星是一个明亮的莱曼阿尔法源和一个变化的 X 射线源。虽然在 55 Cnc e 凌日期间未检测到显著信号，但我们在 55 Cnc b 下合时检测到了令人惊讶的 7.5 +/- 1.8% (4.2 sigma) 的莱曼阿尔法吸收。该吸收仅在恒星辐射将氢原子排斥向观测者的多普勒速度范围内被检测到。我们计算出的虚警概率为 4.4%，该计算考虑了先验未知的凌日参数。这一结果表明 55 Cnc b 可能拥有一个扩展的上层 H I 大气，当行星擦过恒星盘面时会发生部分凌日。如果得到证实，这将表明比热木星温度更低的行星也可以拥有扩展大气。
引用
@article{arxiv.1210.0531,
title = {Hint of a transiting extended atmosphere on 55 Cancri b},
author = {David Ehrenreich and Vincent Bourrier and Xavier Bonfils and Alain Lecavelier des Etangs and Guillaume Hébrard and David K. Sing and Peter J. Wheatley and Alfred Vidal-Madjar and Xavier Delfosse and Stéphane Udry and Thierry Forveille and Claire Moutou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.0531},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 10 figures, accepted for publication in A&A