亚海王星 TOI-270 d 上可能的 Hycean 条件

JWST 开启了温带低质量系外行星大气特征研究的新时代，最近在候选 Hycean 世界 K2-18 b 上探测到了含碳分子。我们研究了 TOI-270 系统的 JWST 观测，在此次观测期间两颗亚海王星同时凌星了附近的 M 矮星。我们报告了利用 JWST NIRSpec G395H 仪器在 2.7-5.2 $\mu$m 范围内的透射光谱，结合先前使用 HST WFC3 光谱仪 (1.1-1.6 $\mu$m) 获得的观测数据，对外行星 TOI-270 d（一个候选 Hycean 世界）进行的大气特征研究。光谱显示在 3.8-4.9$\sigma$ 和 2.9-3.9$\sigma$ 置信度下分别存在 CH4 和 CO2 的强特征，且没有 NH3 的证据。丰富的 CH4 和 CO2（混合比约为 0.1-1%）以及未探测到 NH3，与 K2-18 b 的报告结果相似，并与 Hycean 世界（在富 H2 大气层下拥有全球性海洋）的预测一致。我们还报告了在 2.3-3.0$\sigma$ 置信度下 CS2 的证据，以及取决于数据分析方法在 1.6-4.4$\sigma$ 下对 H2O 的潜在推断，并讨论了这些结果的可能解释。该光谱未能对可观测大气中云或霾的存在提供强约束，也没有任何恒星不均匀性效应的证据，这与先前的研究一致。对于较小的内行星 TOI-270 b，我们发现其光谱在约 3$\sigma$ 水平上与无特征光谱不一致，显示出某种对超地球中富 H2 大气的偏好。我们讨论了这些发现的含义及未来前景。