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First comparative exoplanetology within a transiting multi-planet system: Comparing the atmospheres of V1298 Tau b and c
Astronomy & Astrophysics ( IF 5.4 ) Pub Date : 2024-12-13 , DOI: 10.1051/0004-6361/202451127 Saugata Barat, Jean-Michel Désert, Jayesh M. Goyal, Allona Vazan, Yui Kawashima, Jonathan J. Fortney, Jacob L. Bean, Michael R. Line, Vatsal Panwar, Bob Jacobs, Hinna Shivkumar, James Sikora, Robin Baeyens, Antonija Oklopčić, Trevor J. David, John H. Livingston
Astronomy & Astrophysics ( IF 5.4 ) Pub Date : 2024-12-13 , DOI: 10.1051/0004-6361/202451127 Saugata Barat, Jean-Michel Désert, Jayesh M. Goyal, Allona Vazan, Yui Kawashima, Jonathan J. Fortney, Jacob L. Bean, Michael R. Line, Vatsal Panwar, Bob Jacobs, Hinna Shivkumar, James Sikora, Robin Baeyens, Antonija Oklopčić, Trevor J. David, John H. Livingston
The V1298 Tau system is a multi-planet system that provides the opportunity to perform comparative exoplanetology between planets orbiting the same star. Because of its young age (20–30 Myr), this system also provides the opportunity to compare the planet’s early evolutionary properties, right after their formation. We present the first atmospheric comparison between two transiting exoplanets within the same multiple planet system: V1298 Tau b and V1298 Tau c. We observed one primary transit for each planet with the Hubble Space Telescope (HST), using Grism 141 (G141) of Wide Field Camera 3 (WFC3). We fit the spectroscopic light curves using state-of-the-art techniques to derive the transmission spectrum for planet c and adopted the transmission spectrum of planet b obtained with the same observing configuration and data analysis methods from previous studies. We measured the mass of planet b and c (8−2+4, 17−6+13 M⊕ ; respectively) from the transmission spectrum and found the two planets to have masses in the Neptune or sub-Neptune regime. Using atmospheric retrievals, we measured and compared the atmospheric metallicities of planet b and c (logZ/Z⊙=−2.04−0.590.69, logZ/Z⊙ = −0.16−0.941.15, respectively), and found them to be consistent with the solar or sub-solar, which is low (at least one order of magnitude) compared to known mature Neptune and sub-Neptune planets. This discrepancy could be explained by ongoing early evolutionary mechanisms, which are expected to enrich the atmospheres of such young planets as they mature. Alternatively, the observed spectrum of planet c can be explained by atmospheric hazes, which is in contrast to planet b, where efficient haze formation can be ruled out. Higher haze formation efficiency in planet c could be due to differences in atmospheric composition, temperature and/or higher UV flux compared to planet b. In addition, planet c is likely to experience a higher fraction of mass loss compared to planet b, given its proximity to the host star.
中文翻译：
凌日多行星系统内的首次系外行星学比较：比较 V1298 Tau b 和 c 的大气层
V1298 Tau 系统是一个多行星系统，它提供了在围绕同一颗恒星运行的行星之间进行比较系外行星学的机会。由于它的年龄很年轻（20-30 Myr），这个系统也提供了比较行星形成后的早期进化特性的机会。我们首次对同一多行星系统内的两颗凌日系外行星进行了大气比较：V1298 Tau b 和 V1298 Tau c。我们使用哈勃太空望远镜 （HST） 使用宽视场相机 3 （WFC3） 的 Grism 141 （G141） 观测了每颗行星的一次一次一次凌日。我们使用最先进的技术拟合光谱光曲线，得出行星 c 的透射光谱，并采用与以往研究相同的观测配置和数据分析方法获得的行星 b 透射光谱。我们从透射光谱中测量了行星 b 和 c 的质量（分别为 8-2+4、17-6+13 M⊕ ;发现这两颗行星的质量处于海王星或亚海王星状态。利用大气回气，我们测量并比较了行星 b 和 c 的大气金属丰度（分别为 logZ/Z⊙=−2.04-0.590.69，logZ/Z⊙ = -0.16-0.941.15），发现它们与太阳或亚太阳一致，与已知的成熟海王星和亚海王星行星相比，太阳或亚太阳相距较低（至少一个数量级）。这种差异可以用正在进行的早期进化机制来解释，随着这些年轻行星的成熟，预计这些机制将丰富它们的大气层。或者，观测到的行星 c 的光谱可以用大气雾霾来解释，这与行星 b 形成相反，行星 b 可以排除有效的雾霾形成。 行星 c 的雾霾形成效率较高可能是由于大气成分、温度和/或与行星 b 相比更高的紫外线通量不同。此外，鉴于行星 c 靠近宿主恒星，与行星 b 相比，它的质量损失比例可能更高。
更新日期：2024-12-16
中文翻译：
凌日多行星系统内的首次系外行星学比较：比较 V1298 Tau b 和 c 的大气层
V1298 Tau 系统是一个多行星系统，它提供了在围绕同一颗恒星运行的行星之间进行比较系外行星学的机会。由于它的年龄很年轻（20-30 Myr），这个系统也提供了比较行星形成后的早期进化特性的机会。我们首次对同一多行星系统内的两颗凌日系外行星进行了大气比较：V1298 Tau b 和 V1298 Tau c。我们使用哈勃太空望远镜 （HST） 使用宽视场相机 3 （WFC3） 的 Grism 141 （G141） 观测了每颗行星的一次一次一次凌日。我们使用最先进的技术拟合光谱光曲线，得出行星 c 的透射光谱，并采用与以往研究相同的观测配置和数据分析方法获得的行星 b 透射光谱。我们从透射光谱中测量了行星 b 和 c 的质量（分别为 8-2+4、17-6+13 M⊕ ;发现这两颗行星的质量处于海王星或亚海王星状态。利用大气回气，我们测量并比较了行星 b 和 c 的大气金属丰度（分别为 logZ/Z⊙=−2.04-0.590.69，logZ/Z⊙ = -0.16-0.941.15），发现它们与太阳或亚太阳一致，与已知的成熟海王星和亚海王星行星相比，太阳或亚太阳相距较低（至少一个数量级）。这种差异可以用正在进行的早期进化机制来解释，随着这些年轻行星的成熟，预计这些机制将丰富它们的大气层。或者，观测到的行星 c 的光谱可以用大气雾霾来解释，这与行星 b 形成相反，行星 b 可以排除有效的雾霾形成。 行星 c 的雾霾形成效率较高可能是由于大气成分、温度和/或与行星 b 相比更高的紫外线通量不同。此外，鉴于行星 c 靠近宿主恒星，与行星 b 相比，它的质量损失比例可能更高。
京公网安备 11010802027423号