Un spectre de transmission JWST de la Terre proche

Astronomie de la nature (2023)Citer cet article

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La première étape cruciale dans la recherche de la vie sur les exoplanètes au cours de la prochaine décennie consiste à déterminer si les planètes rocheuses transitant par de petites étoiles naines M possèdent une atmosphère et, si oui, quels processus les sculptent au fil du temps. En raison de sa large couverture de longueur d'onde et de sa résolution améliorée par rapport aux instruments précédents, la spectroscopie avec le télescope spatial James Webb (JWST) offre une nouvelle capacité de détection et de caractérisation des atmosphères des planètes naines M de la taille de la Terre. Ici, nous utilisons le JWST pour valider indépendamment la découverte de LHS 475 b, une exoplanète chaude (586 K) de rayon terrestre de 0,99, située à l'intérieur de la zone habitable, et rapporter un spectre de transmission précis de 2,9 à 5,3 μm à l'aide du spectrographe proche infrarouge G395H. instrument. Avec deux observations de transit, nous excluons les atmosphères primordiales de méthane pur dominées par l’hydrogène et sans nuages. Jusqu’à présent, le spectre de transmission sans particularités reste cohérent avec une planète possédant un pont nuageux à haute altitude (semblable à Vénus), une atmosphère ténue (semblable à Mars) ou aucune atmosphère appréciable (semblable à Mercure). Il n'y a aucun signe de contamination stellaire due à des taches ou des facules. Nos observations montrent que le JWST a la sensibilité requise pour contraindre les atmosphères secondaires des exoplanètes terrestres avec des caractéristiques d'absorption <50 ppm, et que nos contraintes atmosphériques actuelles parlent de la nature de la planète elle-même, plutôt que des limites instrumentales.

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Les données utilisées dans cet article proviennent du programme général d'observation du JWST cycle 1 de 1981 et sont accessibles au public sur les archives Mikulski pour les télescopes spatiaux (https://mast.stsci.edu). Les produits de données entièrement réduits de cet article sont disponibles dans les archives publiques à long terme Zenodo suivantes : https://doi.org/10.5281/zenodo.7925111. Toutes les données supplémentaires, telles que les produits de données intermédiaires et les résultats du modèle, sont disponibles sur demande.

Les codes utilisés tout au long de ce travail pour l'analyse des données, la modélisation atmosphérique et la préparation du papier sont les suivants : Astropy88,89, batman56, CHIMERA68,69, dynesty63, emcee57, Eureka!33, ExoCTK90, Forecaster38, IPython91, jwst47, Matplotlib92, NumPy93,94. , PICASO67, POSEIDON80, PyMC395, SciPy96 et plus intelligent76.

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