超高温木星WASP-178bにおけるケイ酸塩雲前駆体によるUV吸収

超高温木星WASP-178bにおけるケイ酸塩雲前駆体によるUV吸収
2022年4月7日
エアロゾルは、亜恒星大気にほぼ遍在していることがわかっています。これらのエアロゾルが太陽系外惑星で形成され始める正確な温度は、まだ観測的に制約されていません。理論モデルとミュートされたスペクトルの特徴の観測は、ケイ酸塩雲が少なくとも950〜2,100 Kの太陽系外惑星で重要な役割を果たしていることを示唆しています。ただし、一部の巨大惑星は、凝縮を完全に回避するのに十分な高温であると考えられています。ここでは、超高温木星、WASP-178b（〜2,450K）、有意なNUV吸収を示します。この短波長吸収は、大気スケールハイトの観点から、太陽系外惑星でこれまでに観測された最大のスペクトル特性の1つです。ベイジアン検索は、低温でのコンデンセート雲の前駆体であるシリコンとマグネシウムを含むガス状の耐火種の存在を示しています。特に太陽系外惑星ではこれまでSiOが検出されていませんでしたが、WASP-178bに存在するSiOは、高温での主要なSi含有種としての理論的予想と一致しています。これらの観測により、SiOを考慮しなかったHAT-P-41bとWASP-121bの以前の観測を再解釈して、ケイ酸塩雲の形成が1,950〜2,450Kの平衡温度の太陽系外惑星で始まることを示唆することができます。



図1：WASP-178b NUV-光透過スペクトル。 a. WFC3 /UVIS G280トランスミッション
さまざまな重要な不透明度の寄与と比較したWASP-178bのスペクトル（1-σの不確実性あり）
検索された最適なスペクトルのソース。 SiOは短波長での寄与を支配します。 b. 1-σ
取得したプロファイルの中央値（実線）による圧力-温度プロファイル（影付きの領域）の制約
左のプロットと同じ半径スケールで、観測によって調査された最小圧力がマイクロバール（百万分の１気圧）未満。


図2：NUV-光透過スペクトルの比較。 同様の巨大惑星のUVおよび光学スペクトルと比較したWASP-178bのWFC3/UVIS G280透過スペクトル（1-σの不確実性あり）
HAT-P-41bおよびWASP-121b、各惑星の平衡温度スケールの高さで正規化。 WASP-121bおよびWASP-178bでは、最短波長で大きなUV吸収が見られます。


図3：大気構造と凝縮曲線。 3つの圧力-温度プロファイル大気モデル（方法を参照）からの超高温木星とFeおよび
1-10倍の太陽金属量大気中のMg2SiO4.HAT-P-41bの場合のように、惑星のプロファイルが凝縮曲線と交差する場所は、雲が平衡状態で形成されると予想される場所です。 私達はまた示します
WASP-178bの1D圧力-温度プロファイルの取得された中央値と1-σ信頼区間
比較、自己無撞着な大気モデルの期待との一致を示しています。