哈勃 PanCET 计划：膨胀热木星 HAT-P-41b 的金属富集大气

我们对膨胀热木星 HAT-P-41b 的 0.3–5\,$\mu$m 透射光谱进行了综合分析。该行星的凌星观测由哈勃 STIS 和 WFC3 作为哈勃全色比较系外行星宝藏（PanCET）计划的一部分完成，我们将这些数据与温 \textit{Spitzer} 凌星观测相结合。我们从每个数据集中提取了凌星深度，首次给出了 STIS 透射光谱（0.29–0.93\,$\mu$m）。我们使用自由化学反演套件（AURA）和互补的化学平衡反演套件（PLATON）对透射光谱进行反演，以约束昼夜终线处的大气性质。两种方法都对观测光谱给出了极佳的拟合。AURA 和 PLATON 在几乎所有模型假设下都反演出金属富集大气（最可能的 O/H 比分别为 $\log_{10}{Z/Z_{\odot}} = 1.46^{+0.53}_{-0.68}$ 和 $\log_{10}{Z/Z_{\odot}} = 2.33^{+0.23}_{-0.25}$）；这由 H$_2$O 的 4.9-$\sigma$ 探测以及光学波段由于 Na、AlO 和/或 VO/TiO 导致的气体吸收证据（>2.7-$\sigma$ 探测）所驱动，尽管没有哪种单独物种被强烈探测到。两种反演都确定透射光谱与晴朗大气一致，没有霾或高空云的证据。内部建模对最大大气金属丰度（$\log_{10}{Z/Z_{\odot}} < 1.7$）的约束支持 AURA 的结果。推断的元素氧丰度表明，HAT-P-41b 拥有迄今已知热木星中金属最富集的大气之一。总体而言，推断出的高金属丰度与高膨胀程度使 HAT-P-41b 成为行星形成理论的一个有趣测试用例。