Un métal réfléchissant

Nature volume 620, pages 67-71 (2023)Citer cet article

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Il n’existe pas de planètes de taille intermédiaire entre la Terre et Neptune dans notre système solaire, et pourtant ces objets se trouvent autour d’une fraction substantielle d’autres étoiles1. Les statistiques démographiques montrent que les planètes proches de cette taille se divisent en deux classes en fonction de leurs rayons2,3. Il est proposé que le groupe aux rayons plus grands (appelé « sous-Neptunes ») se distingue par ses atmosphères dominées par l'hydrogène qui représentent quelques pour cent de la masse totale des planètes4. GJ 1214b est un archétype sous-Neptune qui a été largement observé en utilisant la spectroscopie de transmission pour tester cette hypothèse5,6,7,8,9,10,11,12,13,14. Cependant, les spectres mesurés sont sans particularités et donc peu concluants, en raison de la présence d'aérosols à haute altitude dans l'atmosphère de la planète. Nous rapportons ici une courbe de phase thermique spectroscopique de GJ 1214b obtenue avec le télescope spatial James Webb (JWST) dans l'infrarouge moyen. Les spectres diurne et nocturne (températures de luminosité moyennes de 553 ± 9 et 437 ± 19 K, respectivement) montrent chacun plus de 3σ de preuves de caractéristiques d'absorption, H2O étant la cause la plus probable dans les deux cas. L'émission thermique globale mesurée implique que l'albédo de Bond du GJ 1214b est de 0,51 ± 0,06. La comparaison entre les données spectroscopiques de courbe de phase et les modèles tridimensionnels de GJ 1214b révèle une planète avec une atmosphère à haute métallicité recouverte par une couche épaisse et hautement réfléchissante de nuages ​​ou de brume.

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Les données brutes de cette étude seront rendues publiques par les archives Mikulski du STScI pour les télescopes spatiaux (https://archive.stsci.edu/) le 20 juillet 2023. Le référentiel Zenodo suivant héberge des produits de données secondaires, notamment la lumière blanche et la lumière spectrale. courbes, paramètres d'ajustement extraits et cahiers ipython pour calculer les quantités dérivées : https://zenodo.org/record/7703086#.ZAZk1dLMJhE. Les données sources sont fournies avec ce document.

Le code de réduction des données principal utilisé dans cet article (SPARTA) est disponible sur https://github.com/ideasrule/sparta. L'Euréka! le code utilisé pour l'analyse des données auxiliaires est disponible sur https://github.com/kevin218/Eureka. Nous avons utilisé des versions adaptées de SPARC/MITgcm (https://github.com/MITgcm/MITgcm) et CARMA (https://github.com/ESCOMP/CARMA) pour notre modélisation GCM et 1D des aérosols, respectivement. Les profils température-pression 1D utilisés pour initialiser les GCM ont été générés par HELIOS (https://github.com/exoclime/HELIOS).

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