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TOI-270 d 大气组成探测

地球与行星天体物理 2025-11-19 v1

摘要

对温和亚海德星系的首次探索是早期 JWST观测的标志性成果。此类行星的bulk属性与一系列可能的内部结构相符,这些内部结构可以通过其与可观测大气的相互作用来加以区分。JWST对TOI-270 d的观测之前导致了对比的结论:要么是一个拥有液态水Ocean的Hycean世界,要么是一个混合包覆亚海德星系,其中高温防止液态Ocean形成,导致大气具有较高的均分子质量。在为了解决这一不确定性,我们对TOI-270 d进行了全面的检索分析,利用最新的NIRISS和NIRSpec红外光谱(覆盖约1-5 μ\mum)进行星系传递光谱。我们发现,特定的建模选择导致对混合包覆的推断得到高终端温度和较高的均分子质量大气。我们确认TOI-270 d拥有H2_2-rich大气,并给出分子对数混合比率和CH4_4最大检测显著性为 1.860.29+0.30-1.86^{+0.30}_{-0.29}(6.4 σ\sigma),CO2_21.710.66+0.38-1.71^{+0.38}_{-0.66}(3.9 σ\sigma),H2_2O为 1.884.13+0.78-1.88^{+0.78}_{-4.13}(2.1 σ\sigma),CS2_24.741.10+0.65-4.74^{+0.65}_{-1.10}(2.0 σ\sigma),终端温度为 32352+58323^{+58}_{-52} K(10 mbar处)。我们还发现更复杂的含甲烷物种如C2_2H6_6和/或DMS在2.1-2.5 σ\sigma水平上有tentative证据。当前的约束与TOI-270 d可能为Hycean或暗Hycean世界,具有行星范围或夜侧液态水Ocean相符。然而,仍需更多观测来验证本 findings并稳健地约束TOI-270 d的大气条件和内部结构。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.13830,
  title  = {The atmospheric composition of TOI-270 d},
  author = {Savvas Constantinou and Nikku Madhusudhan and Måns Holmberg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.13830},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in A&A