超高温木星でのエーレンライヒ効果の起源を探るWASP-76bの大気中の強いC / O勾配の証拠？

主星にあぶられ膨張した大気が夜側に移動した途端に凝縮して液体になることで体積が激減 地球から見ると昼半球の大気がアフロヘアで夜半球の大気が坊主頭。以下、機械翻訳。
超高温木星でのエーレンライヒ効果の起源を探るWASP-76bの大気中の強いC / O勾配の証拠？

2022年2月7日
概要
超高温の木星の昼と夜の極端な温度のコントラストは、著しく非対称な大気をもたらします。
昼夜境界線の周りの経度の小さな範囲で発生する大きな拡張。トランジットの過程で、WASP-76bは次のように回転します
約30°、大気の観測可能な部分を変更し、その構成要素の外観の変化を引き起こします。具体的には、
トランジットの後半では、惑星の後肢が膨らんだ昼側の増加する部分を調査します。
透過における大気検出可能性。最近報告されたように、これは中性鉄信号に時間変動効果をもたらします。
夜側での凝縮の可能性によって増幅されます。ここでは、CARMENESスペクトログラフで観測されたWASP 76 bの通過中の分子信号の存在を調査し、この惑星の朝と夕方の昼夜境界線からの寄与を比較します。
結果はやや不可解で、水蒸気（5.5σ）とシアン化水素（5.2σ）が正式に検出されていますが、かなりの量です。
KP-3sysダイアグラムのさまざまな位置、-14.3±2.6 kms-1の青方偏移
+ 20.8 + 7.8−3.9km s-1の赤方偏移
それぞれ、および
予想よりも高いKP。 H2O信号は、HCNの信号とは対照的に、トランジットの後半でも強く表示されます。
早い段階で。惑星の夜側にケイ酸塩雲が形成されて雨が降り、部分的に除去することによって、これを暫定的に説明します
上層大気からの酸素。大気中のC / O値が0.7〜1の場合、これにより、惑星のHCNが形成されます。
朝の手足。夕方の昼夜境界線では、隔離された酸素が蒸発により気相に戻され、これらのC / O
値はHCNの代わりにH2Oの形成につながります。全体として、確認された場合、これらの観察結果は、個々の分子がトレースすることを示しています
惑星大気のさまざまな部分、および夜間の凝縮により、空間的な特性評価が可能になります。これらの結果は
単一の通過観測では、これらの結果を確認し、これらのシナリオをさらに調査するために、より多くのデータが必要であることを提唱します。
キーワード。惑星と衛星：大気–惑星と衛星：ガス状の惑星–惑星と衛星：個人：WASP 76 b


図1.軌道位相0.007（約トランジット中）。 黒の注文は分析に含まれていました。 注文
周りにフラックスがほとんどないため、ライトグレーで廃棄されました
〜1.40 µmであり、最終結果の残差のため
〜1.27 µm。


図2.相互相関分析の結果。 （a）最大の有意性ピークを示すKPのCCF。 （b）相互相関マップ
太陽系外惑星の静止フレーム速度（水平）に関するH2O（左）、HCN（中央）、およびNH3（右）の潜在的な信号の（S / Nとして表される）
軸）およびKP（垂直軸）。 水平の破線は、WASP-76 bの予想されるKP（〜196 km s-1）を示しています。
）。 （c）相互相関行列
アースレストフレーム。 トランジットは水平の破線と傾斜した破線の間で発生し、最も重要な速度を示します
信号。 地球の静止フレームと太陽系外惑星の静止フレームの相互相関行列の拡大版を付録Bに示します。


図3.相互相関によって示唆される非対称WASP-76b大気とその構成要素の空間分布のスケッチ
トランジットの前半と後半（右下）の進入時（右上）にH2O（青）、HCN（赤）、NH3（黄色）で得られた関数
および左下）、および出口（左上）。 すべてのCCFは、WASP-76 b（196 km s-1）の予想KPで取得されました。
）。 ドップラーシフト
信号の内、スケッチの色付きの矢印で示されています。 つまり、ブルーシフトされた信号（H2OおよびNH3）は、
一方、赤方偏移したHCN信号は星の方を向いています。 惑星通過中の前肢と後肢は、
それぞれ「L」と「T」の文字。


図4.前半と後半のCCF信号の比較
最大有意のKPでのH2O（上）とHCN（下）のトランジット


図5.H2O（青い実線）とHCN（赤い実線）の予測VMR
線）惑星全体（気相+固相）の関数としてのWASP-76bの朝（上のパネル）と夕方（下のパネル）の昼夜境界線
C / O。 上部パネルの場合、深く雨が降った場所への酸素の除去
ケイ酸塩雲が考慮されています。 ハッチングされた領域は
H2OとHCNが同時に発生する可能性のあるC / O値の範囲
（ただし、反対側の周辺で）。


4.結論
超高温の木星の昼と夜のさまざまな状況は、著しく異なる大気を生成します
スケールの高さ、構成、および全体的な条件
ダイナミクス。このような変動性は、一次通過中に観測される高度に非対称な吸収信号に変換できます（つまり、Ehrenreich効果）、WASP-76bで最近報告されたように
Ehrenreichらによる中性鉄の研究において。 （2020）とケッセリ＆スネレン（2021）。非対称分子の証拠を報告します
WASP-76bの単一通過観測における吸収機能。
この作業の主な調査結果は次のように要約できます。
–高解像度スペクトルを使用して、以前に報告されたWASP76b（Tsiarasetal。2018; Edwards etal。2020）でのH2O検出を確認します。私たちの信号の強さは、これらの後者の研究のそれと一致しています。このCCF信号はブルーシフト、日中から強風が吹いていることを示唆
夜側、これはFeとOHの観測と一致しています
（Ehrenreichetal。2020; Landman et al.2021）。 H2O信号は、トランジットの後半でわずかに強くなりますが、
これは夕方からのより大きな貢献を示しているかもしれません
ターミネーター。
–WASP-76bで窒素化学の証拠を提示します。
赤方偏移したHCN信号は、この分子が流れることを示しています
夜から昼まで。 H2Oを検出し、化学平衡を合計すると、HCN濃度は
H2OとHCNが共存する可能性は低いため、はるかに低くなります。ただし、HCNは
惑星の朝の手足。そこで、部分的な酸素隔離
夜側の雨が降った雲に入ると、自然にその形成がわかります。これは、トランジットの後半に表示されるHCN信号によってサポートされています。
昼夜境界線はプローブされなくなりました。凝縮液が蒸発すると、
H2Oが形成され、HCNが破壊されます。確認された場合、HCN
信号は明確な朝の昼夜境界線の証拠を提供します
WASP-76bで。
– 3つのケース（つまり、H2O、HCN、およびNH3）では、最大
重要性CCFピー​​クは、一貫して次の方向に変位します
結果と一致する予想よりも高いKP値
Landman etal。で発表されました。 （2021）およびKesseli etal。 （2021）。
この惑星の最新のGCM計算ではそのようなシナリオが予測されていないため、これらの信号でエーレンライヒ効果を生み出す非対称性の原因はまだ不明です。未来
より高いS / Nでの観測は、光を当てることができるはずです
これらの不一致は、将来のためのより多くの情報を提供します
複雑なダイナミクスを解きほぐすことを目的としたGCM分析
UHJの大気中で発生します。