VIRA: Un framework per il recupero di atmosfere esoplanetarie per la spettroscopia di trasmissione JWST

Osservazioni di spettroscopia di trasmissione JWST di WASP-39 b, ottenute utilizzando gli strumenti NIRSS (blu) e NIRSpec PRISM (rosa). Vengono inoltre mostrati l'adattamento spettrale medio recuperato e le corrispondenti linee 1-𝜎 ottenute dai due recuperi chimici liberi presentati nella Sezione 3.2. Sottolineiamo che i punti dati NIRISS hanno correlazioni significative, che non vengono trasmesse rappresentandole come barre di errore indipendenti. — Ph.EP astronomico

Le osservazioni del telescopio spaziale James Webb portano a nuove importanti informazioni sulle atmosfere degli esopianeti attraverso la spettroscopia di trasmissione.

Per sfruttare tutto il potenziale dell’ampio intervallo spettrale e dell’elevata sensibilità del JWST, i recuperi esoplanetari atmosferici richiedono un elevato livello di robustezza e accuratezza nei modelli sottostanti. Presentiamo il quadro di recupero VIRA che implementa una serie di capacità di modellazione e inferenza guidate dalle prime osservazioni JWST di spettri di transizione esoplanetari.

Ciò include tre approcci complementari alla modellazione della composizione atmosferica e tre modelli di aerosol, compreso un approccio di diffusione Mie guidato fisicamente e considerando il rumore associato. VIRA fornisce un'architettura di loopback sequenziale che include una serie di loopback di complessità crescente. Dimostriamo VIRA utilizzando lo spettro di trasmissione JWST del caldo Saturn WASP-39 b nell'intervallo ∼ 1–5 μm.

Oltre a confermare le precedenti inferenze chimiche, recuperiamo l'abbondanza molecolare di H2Oh cosa cosa2COSÌ2 E h2S, che porta ad abbondanze di superelementi solari di log(O/H) = −2,0±0,2, log(C/H) = −2,1±0,2 e log(S/H) = −3,6±0,2, insieme ai rapporti C/H O e S/O sono 0,83+0,05−0,07 e 0,029+0,012−0,009, rispettivamente, nel caso della chimica libera.

L'abbondanza corrisponde a 20.1+10,5−8,1×28.2+16,3−12,1× E 20.8+10,3−7,5× I valori solari di O/H, C/H e S/H, rispettivamente, rispetto al C/H solare di Saturno = 8,67±0,35×. I nostri risultati dimostrano come la spettroscopia di trasmissione JWST con strutture di recupero come VIRA possa misurare le abbondanze multi-elemento degli esopianeti giganti e consentire la caratterizzazione comparativa con i pianeti del Sistema Solare.

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Savvas Constantinou, Niko Madhusudan

Commenti: accettato per la pubblicazione in MNRAS
Argomenti: Astrofisica terrestre e planetaria (astro-ph.EP); Strumenti e Metodi Astrofisici (astro-ph.IM)
Citare come: arXiv:2403.04825 [astro-ph.EP] (o arXiv:2403.04825v1 [astro-ph.EP] per questa versione)
Data di presentazione
Da: Savvas Constantinou
[v1] Giovedì 7 marzo 2024, 19:00:00 UTC (10.159 KB)
https://arxiv.org/abs/2403.04825
Astrobiologia

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