인근 지구의 JWST 전송 스펙트럼

자연 천문학(2023)이 기사 인용

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향후 10년 동안 외계 행성에서 생명체를 찾는 중요한 첫 번째 단계는 작은 M-왜성을 통과하는 암석 행성이 대기를 보유하고 있는지 여부와 대기를 보유하고 있다면 시간이 지남에 따라 어떤 과정을 통해 대기를 형성하는지 확인하는 것입니다. 이전 장비에 비해 넓은 파장 범위와 향상된 분해능으로 인해 제임스 웹 우주 망원경(JWST)을 사용한 분광학은 지구 크기의 M-왜성 행성의 대기를 감지하고 특성화하는 새로운 기능을 제공합니다. 여기에서는 JWST를 사용하여 거주 가능 구역 내부에 있는 따뜻한(586K), 지구 반경 0.99의 외행성인 LHS 475b의 발견을 독립적으로 검증하고 근적외선 분광기 G395H를 사용하여 정확한 2.9~5.3μm 전송 스펙트럼을 보고합니다. 기구. 두 번의 통과 관측을 통해 우리는 원시 수소가 지배적이고 구름이 없는 순수한 메탄 대기를 배제합니다. 지금까지 특징 없는 전송 스펙트럼은 고도가 높은 구름층(금성과 유사), 희박한 대기(화성과 유사) 또는 전혀 감지할 수 없는 대기(수성과 유사)가 있는 행성과 일치합니다. 반점이나 백반으로 인한 별 오염의 징후는 없습니다. 우리의 관찰에 따르면 JWST는 흡수 특성이 50ppm 미만인 지구 외계 행성의 2차 대기를 제한하는 데 필요한 감도를 가지고 있으며 현재 대기 제약은 도구적 한계가 아닌 행성 자체의 특성을 나타냅니다.

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이 문서에 사용된 데이터는 JWST Cycle 1 General Observer Program 1981에서 가져온 것이며 Mikulski Archive for Space Telescopes(https://mast.stsci.edu)에서 공개적으로 사용할 수 있습니다. 이 백서의 완전히 축소된 데이터 제품은 Zenodo 장기 공개 아카이브(https://doi.org/10.5281/zenodo.7925111)에서 확인할 수 있습니다. 중간 데이터 제품 및 모델 출력과 같은 모든 추가 데이터는 요청 시 제공됩니다.

데이터 분석, 대기 모델링 및 종이 준비를 위해 이 작업 전반에 걸쳐 사용된 코드는 다음과 같습니다: Astropy88,89, batman56, CHIMERA68,69, dynesty63, emcee57, Eureka!33, ExoCTK90, Forecaster38, IPython91, jwst47, Matplotlib92, NumPy93,94 , PICASO67, POSEIDON80, PyMC395, SciPy96 및 smarter76.

Delrez, L. 외. Spitzer를 이용한 TRAPPIST-1의 2017년 초 관측. 월. 아니다. R. 아스트론. Soc. 475, 3577-3597(2018).

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Diamond-Lowe, H., Berta-Thompson, Z., Charbonneau, D. & Kempton, EMR 작은 암석 외계 행성 GJ 1132b의 지상 기반 광학 전송 분광학. 아스트론. J. 156, 42(2018).

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4.5 μm, the binned spectra begin to diverge, though the unbinned data (not shown) are all consistent within 1σ./p> 5σ) and thick atmospheres (Psurf ≳ 10 mbar) dominated by CH4 (to 3σ)./p> 120 integrations, > 18 minutes), the Eureka! pipeline returns to the expected standard error with RMS values below 10 ppm. The Tiberius reduction did not sum the flux across both detectors and was not used for this noise floor analysis. The spectroscopic RMS values in panels (b)–(d) are more consistent with the standard error, thus confirming that the spectroscopic light curves are dominated by white noise./p>

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