中文

Osiris重访:确认HD 209458b的太阳金属量和低C/O比

地球与行星天体物理 2025-08-13 v1

摘要

HD 209458b是原型类热气态星,并是可用于精确大气特征表征的最佳目标之一。如今,来自太空望远镜(HST)和詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的光谱数据已可用,我们可以以前所未有的细节揭示其大气属性。在本研究中,我们对原始HST/WFC3光谱进行新的数据降级和分析,纠正了以前分析中未考虑仪器系统atics的波长依赖性。这使我们能够精确且稳健地测量HD 209458b大气中引人注目的H2_2O丰度。我们将新降级的光谱与档案JWST/NIRCam数据合并,沿1.0 - 5.1 μ\mum波长范围进行自由化学大气反演,覆盖可能的多种吸收物种,包括CO2_2、CO、CH4_4、NH3_3、HCN、Na、SO2_2和H2_2S。我们稳健地在7 σ\sigma显著性水平上检测到H2_2O和CO2_2,并在大约3.6 σ\sigma置信水平上发现 cloudy模型优于clear大气。对于我们测试的其他所有吸收剂,只能测量丰度的上限。我们使用贝叶斯模型平均法来考虑各种关于云属性假设的范围, resulting in a water volume mixing ratio of 0.950.17+0.35×0.95^{+0.35}_{-0.17} \:\times solar and a carbon dioxide abundance of 0.940.09+0.16×0.94^{+0.16}_{-0.09} \:\times solar。这些结果与太阳值一致,与VULCAN 1D光化学模型的预测相当。将这些值与来自地面测量的CO丰度 prior结合,我们推导出整体大气组成与太阳金属量相当,[M/H]=0.100.40+0.41\mathrm{[M/H]} = 0.10^{+0.41}_{-0.40},且C/O比非常低,0.0540.034+0.0800.054^{+0.080}_{-0.034},在3 σ\sigma置信上限为0.454。这表明HD 209458b形成期间氧的富集程度很高且碳的depletion程度很大。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.16232,
  title  = {Osiris revisited: Confirming a solar metallicity and low C/O in HD 209458b},
  author = {N. Bachmann and L. Kreidberg and P. Mollière and D. Deming and S. -M. Tsai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.16232},
  year   = {2025}
}

备注

22 pages, 18 figures, 9 tables; accepted for publication in A&A