TRAPPIST-1 c在15微米上JWST/MIRI观测约束下的潜在大气组成
摘要：TRAPPIST-1 c的首次JWST观测显示在15微米处的次级食深度为421+/- 94 ppm，这与裸露的岩石表面或由O2主导的薄的低CO2大气层一致（Zieba等人，2023）。在这里，我们通过将观测到的次级食深度与更广范围的可能环境的合成光谱进行比较，进一步探索TRAPPIST-1 c的潜在大气层。为了自洽地考虑光化学和大气成分对大气热结构和预测食深度的影响，我们使用一个两柱气候模型与一个光化学模型耦合，并模拟了O2主导、类似金星和蒸汽大气。我们发现，更广泛的一系列可能的大气成分也与数据一致。对于较低压力的大气层（0.1巴），我们的O2-CO2大气模型产生的食深度与数据的1$σ$内一致，与Zieba等人（2023）的建模结果一致。然而，对于较高压力的大气层，我们的模型产生了不同的温度-压力剖面，并且更不悲观，1-10巴的O2，100 ppm CO2模型在测量次级食深度的2.0-2.2$σ$之内，高达0.5\%的CO2在2.9$σ$之内。类似金星的大气仍然不太可能。对于0.1巴厚度的O2大气，CO2的低丰度（$sim$100 ppm），最多可以存在10\%的水汽，并且仍然提供与数据1$σ$内的食深度。我们将TRAPPIST-1 c的数据与模拟的$leq$ 3巴蒸汽大气进行了比较，这些大气与数据相差1.7-1.8$σ$，尚未得出明确的结论。需要更多数据以区分可能的大气层，或更明确地支持裸露的岩石假设。
作者：Andrew P. Lincowski, Victoria S. Meadows, Sebastian Zieba, Laura Kreidberg, Caroline Morley, Micha"el Gillon, Franck Selsis, Eric Agol, Emeline Bolmont, Elsa Ducrot, Renyu Hu, Daniel D. B. Koll, Xintong Lyu, Avi Mandell, Gabrielle Suissa, Patrick Tamburo
论文ID：2308.05899
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-08-14