跳到主要内容

感谢您访问nature.com。您使用的是对CSS支持有限的浏览器版本。为了获得最好的体验,我们建议您使用最新的浏览器(或关闭Internet Explorer的兼容性模式)。同时,为了确保持续的支持,我们将在没有样式和JavaScript的情况下显示站点。

系外行星KELT-9b大气中的原子铁和钛

摘要

为了限制系外行星的形成历史,我们需要知道它的化学成分1,2,3..平衡温度是4050开尔文4这颗系外行星KELT-9b(也被称为HD 195689b)是一类超热木星的原型,横跨恒星和气体巨行星之间的过渡,因此对研究大气化学非常有用。在这样的高温下,铁和其他几种过渡金属不会被隔离在分子或云粒子中,而仅仅以原子形式存在5.然而,尽管铁是自然界中最丰富的过渡金属,但迄今为止还没有在系外行星上直接探测到铁,因为它高度难熔。KELT-9b的高温意味着它的大气是一个严格约束的化学系统,预计接近化学平衡5和无云6,7据预测,在可见的波长范围内,铁的光谱线应该是可以探测到的5.在这里,我们报告了中性和单电离原子铁(Fe和Fe+)和单电离原子钛(Ti+)在KELT-9b大气层中。我们使用互相关分析来识别这些物种8这颗系外行星从它的主恒星前面经过时获得的高分辨率光谱。在其他超热木星中类似的金属探测将为行星形成理论提供约束。

这是订阅内容的预览,通过你所在的机构访问

相关的文章

引用本文的开放获取文章。

访问选项

买条

在ReadCube上获得时间限制或全文访问。

32.00美元

所有价格均为净价格。

图1:理论截面和化学。
图2:KELT-9系统的几何结构。
图3:观察结果分析。

参考文献

  1. Öberg, K. I., Murray-Clay, R. & Bergin, E. A.雪线对行星大气中C/O的影响。12,54。J743, l16(2011)。

    文章广告中科院谷歌学者

  2. Madhusudhan, N., Amin, M. A. & Kennedy, g.m.对热木星迁移的化学约束。12,54。J794, l12(2014)。

    文章广告中科院谷歌学者

  3. Öberg, K. I. & Bergin, E. A.外原行星盘气体中过量的C/O和C/H。12,54。J831, l19(2016)。

    文章广告谷歌学者

  4. 高迪,b.s.等。一颗巨大的行星,正在接受其炽热的大质量恒星宿主的极紫外线照射。自然546, 514-518(2017)。

    广告PubMed中科院谷歌学者

  5. 基茨曼,D.等人。KELT-9b特有的大气化学。12,54。J.(在新闻界);预印在https://arxiv.org/abs/1804.07137(2018)。

  6. 基于钠和钾线的凌日系外行星的云量指数:在可见光波长下较热的大气较少云量的初步证据。12,54。J826, l16(2016)。

    文章广告中科院谷歌学者

  7. 量化和预测系外行星大气中云的存在。12,54。J817, l16(2016)。

    文章广告中科院谷歌学者

  8. Snellen i.a.g, de Kok, R. J., de Mooij, E. J. W. & Albrecht, S.系外行星HD209458b的轨道运动、绝对质量和高空风。自然465, 1049-1051(2010)。

    文章广告PubMed中科院谷歌学者

  9. 布罗基,M.等人。行星τ Boötis b日侧轨道运动的特征。自然486, 502-504(2012)。

    文章广告PubMed中科院谷歌学者

  10. 包括所有的线:光谱和不透明性的数据发布。可以。期刊95, 825-827(2017)。

    文章广告中科院谷歌学者

  11. Benneke, B. & Seager, S.超级地球的大气反演:用透射光谱独特地约束大气成分。12,54。J753, 100(2012)。

    文章广告中科院谷歌学者

  12. 从系外行星的初级凌日和次级日食光谱中解出简并解。费罗斯。反式。r . Soc。Lond。一个372, 20130086(2014)。

    文章广告中科院谷歌学者

  13. Heng, K. & Kitzmann, D.重新审视透射光谱理论:解释WFC3数据的半解析方法和未解决的挑战。Mon。。r·阿斯特朗。Soc470, 2972-2981(2017)。

    文章广告谷歌学者

  14. 重新考虑负氢离子的持续吸收。阿斯特朗。12,54193, 189-192(1988)。

    广告中科院谷歌学者

  15. Arcangeli, J.等。H非常热的气体巨星WASP-18b日侧大气中的不透明度和水解离。12,54。J855, l30(2018)。

    文章广告谷歌学者

  16. 碳氧比作为表征系外行星大气的一个维度。12,54。J758, 36(2012)。

    文章广告中科院谷歌学者

  17. 恒佳&蔡绍明系外行星大气的分析模型。39个分子的气态C-H-O-N化学。12,54。J829, 104(2016)。

    文章广告谷歌学者

  18. 斯梅特,A.等人。molecular fit:大地吸收校正的通用工具。一、ESO仪器的方法和应用。阿斯特朗。12,54576, a77(2015)。

    文章中科院谷歌学者

  19. Allart, R.等人。在HD 189733b的可见光高分辨率透射光谱中搜索水汽。阿斯特朗。12,54606, a144(2017)。

    文章谷歌学者

  20. 尽管,T.-O。et al。一个新的凤凰恒星大气和合成光谱的广泛库。阿斯特朗。12,54553, a6(2013)。

    文章中科院谷歌学者

  21. Hoeijmakers, H. J.等。在HD 209458b的光学高分辨率透射谱中寻找TiO:由于线数据库中的不准确性造成的阻碍。阿斯特朗。12,54575, a20(2015)。

    文章中科院谷歌学者

  22. 布罗基,M.等人。用高色散透射光谱测量系外行星HD 189733 b的自转和风。12,54。J817, 106(2016)。

    文章广告谷歌学者

  23. 罗斯曼,L.S.等。HITRAN分子光谱数据库和HAWKS (HITRAN大气工作站):1996年版。匡特。光谱学。Rad。反式60, 665-710(1998)。

    文章广告中科院谷歌学者

  24. 恒,K。系外行星大气:理论概念和基础(普林斯顿大学出版社,普林斯顿,2017)。

    谷歌学者

  25. 格林,S. L.和亨,K. HELIOS-K:用于辐射传输的超快、开源不透明度计算器。12,54。J808, 182(2015)。

    文章广告中科院谷歌学者

  26. Stock, J. W., Kitzmann, D., Patzer, a . B. C. & Sedlmayr, E. FastChem:用于中性/电离气相中高效复杂化学平衡计算的计算机程序,应用于恒星和行星大气。Mon。。r·阿斯特朗。Soc479, 865-874(2018)。

    广告谷歌学者

  27. 里默,P. B. & Helling, Ch.行星大气中闪电和生命的化学动力学网络。12,54。j .增刊。爵士224, 9(2016)。

    文章广告中科院谷歌学者

下载参考

确认

该项目已获得欧盟地平线2020研究和创新计划下欧洲研究委员会(ERC)的资助(项目Four Aces和EXOKLEIN,资助协议编号分别为724427和771620)。这项工作是在瑞士国家科学基金会(SNSF)支持的行星国家研究能力中心(NCCR)的框架下进行的。

审核人信息

自然感谢D. Deming和其他匿名审稿人对本工作的同行评议所作的贡献。

作者信息

作者及隶属关系

作者

贡献

hj.h.领导了数据缩减和分析,设计了互相关联模板,共同撰写了手稿,共同领导了科学的愿景和协调,为不透明度计算提供了数据库信息,并制作了图中所有的图。3..D.E.是HARPS-N数据集(A35DDT4)的首席研究员,并共同撰写了手稿。K.H.领导了科学的视野、协调和解释,以及手稿的撰写。D.K.使用FastChem计算机代码进行了化学平衡计算,并在图中绘制了相应的图形。1.slg使用HELIOS-K计算机代码获取数据库信息并进行不透明度计算。R.A.使用Molecfit进行了大地尿酸减法,并确认了铁、铁的检测+和钛+通过重复二元掩码的互相关分析。R.D.编译了光谱线和连续介质的截面,并绘制了相应的图。1.A.W.主导数据采集和观测,进行光谱提取,确认多普勒阴影测量并去除。m.o在图中绘制了示意图。2.洛普参与设计了交叉相关模板,并对结果进行了额外检查。P.B.R.使用ARGO计算机代码进行了化学动力学计算,并在图中绘制了相应的图。1.E.M.提供了一个晚上的导演自由支配时间,使项目成为可能。L.D.F.进行了TNG/HARPS-N观测。

相应的作者

对应到凯文·亨

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有利益竞争。

额外的信息

出版商的注意:施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。

扩展的数据图形和表格

扩展数据图1大地电磁吸水校正。

在296 K下,对传输光谱与大地吸水模板光谱进行了相互关联分析。蓝色和灰色曲线分别为经过大地校正和不经过大地校正的中天深度。将数据移到恒星的其余帧,使地球水吸收为主的信号出现在+25 km s附近−1(对应地心径向速度(BERV)系统速度),以虚线垂直表示。

权利和权限

转载及权限

关于本文

通过CrossMark验证货币和真实性

引用本文

霍梅克,H.J.,埃伦赖希,D.,亨,K.。et al。系外行星KELT-9b大气中的原子铁和钛。自然560, 453-455(2018)。https://doi.org/10.1038/s41586-018-0401-y

下载引用

  • 收到了

  • 接受

  • 发表

  • 发行日期

  • DOIhttps://doi.org/10.1038/s41586-018-0401-y

这篇文章被引用

评论

通过提交评论,您同意遵守我们的条款而且社区指导原则.如果您发现一些滥用或不符合我们的条款或指导方针,请标记为不适当。

搜索

快速链接

自然简报

报名参加自然简报时事通讯-什么重要的科学,免费到您的收件箱每天。

获取当天最重要的科学故事,免费在您的收件箱。 注册《自然简报》
Baidu
map