Uno spettro di trasmissione JWST della vicina Terra

Nature Astronomy (2023) Cita questo articolo

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Il primo passo fondamentale nella ricerca della vita sugli esopianeti nel prossimo decennio è determinare se i pianeti rocciosi che transitano in piccole stelle nane M possiedono atmosfere e, in tal caso, quali processi li scolpiscono nel tempo. Grazie alla sua ampia copertura di lunghezze d’onda e alla risoluzione migliorata rispetto agli strumenti precedenti, la spettroscopia con il James Webb Space Telescope (JWST) offre una nuova capacità di rilevare e caratterizzare le atmosfere dei pianeti nani M delle dimensioni della Terra. Qui utilizziamo il JWST per convalidare in modo indipendente la scoperta di LHS 475 b, un esopianeta caldo (586 K), con raggio terrestre 0,99, interno alla zona abitabile, e riportiamo uno spettro di trasmissione preciso di 2,9–5,3 μm utilizzando lo spettrografo nel vicino infrarosso G395H strumento. Con due osservazioni di transito, escludiamo atmosfere primordiali di metano puro dominate dall’idrogeno e senza nuvole. Finora, lo spettro di trasmissione informe rimane coerente con un pianeta che ha uno strato nuvoloso ad alta quota (simile a Venere), un’atmosfera tenue (simile a Marte) o nessuna atmosfera apprezzabile (simile a Mercurio). Non ci sono segni di contaminazione stellare dovuta a macchie o facole. Le nostre osservazioni mostrano che il JWST ha la sensibilità necessaria per limitare le atmosfere secondarie degli esopianeti terrestri con caratteristiche di assorbimento <50 ppm e che i nostri attuali vincoli atmosferici parlano della natura del pianeta stesso, piuttosto che di limiti strumentali.

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I dati utilizzati in questo documento provengono dal JWST Cycle 1 General Observer Program 1981 e sono disponibili pubblicamente sull'Archivio Mikulski per i telescopi spaziali (https://mast.stsci.edu). I dati completamente ridotti di questo documento sono disponibili nel seguente archivio pubblico a lungo termine di Zenodo: https://doi.org/10.5281/zenodo.7925111. Tutti i dati aggiuntivi, come i prodotti dei dati intermedi e gli output del modello, sono disponibili su richiesta.

I codici utilizzati in questo lavoro per l'analisi dei dati, la modellazione atmosferica e la preparazione della carta sono i seguenti: Astropy88,89, batman56, CHIMERA68,69, dynesty63, emcee57, Eureka!33, ExoCTK90, Forecaster38, IPython91, jwst47, Matplotlib92, NumPy93,94 , PICASO67, POSEIDON80, PyMC395, SciPy96 e smarter76.

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