An emission spectrum for WASP-121b measured across the 0.8–1.1 μm wavelength range using the Hubble Space Telescope - Maison de la Simulation Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Année : 2019

An emission spectrum for WASP-121b measured across the 0.8–1.1 μm wavelength range using the Hubble Space Telescope

Thomas Mikal-Evans
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David K. Sing
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Jayesh M. Goyal
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Benjamin Drummond
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Aarynn L. Carter
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Gregory W. Henry
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Hannah R. Wakeford
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Nikole K. Lewis
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Mark S. Marley
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Nikolay Nikolov
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Tiffany Kataria
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Drake Deming
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Gilda E. Ballester
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David Sing
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Jayesh Goyal
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Aarynn Carter
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Gregory Henry
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Hannah Wakeford
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Nikole Lewis
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Mark Marley
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Gilda Ballester
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Résumé

Abstract WASP-121b is a transiting gas giant exoplanet orbiting close to its Roche limit, with an inflated radius nearly double that of Jupiter and a dayside temperature comparable to a late M dwarf photosphere. Secondary eclipse observations covering the 1.1–$1.6\, \mu{\rm m}$ wavelength range have revealed an atmospheric thermal inversion on the dayside hemisphere, likely caused by high-altitude absorption at optical wavelengths. Here we present secondary eclipse observations made with the Hubble Space Telescope Wide Field Camera 3 spectrograph that extend the wavelength coverage from $1.1\, \mu{\rm m}$ down to $0.8\, \mu{\rm m}$. To determine the atmospheric properties from the measured eclipse spectrum, we performed a retrieval analysis assuming chemical equilibrium, with the effects of thermal dissociation and ionization included. Our best-fitting model provides a good fit to the data with reduced $\chi ^2_\nu =1.04$. The data diverge from a blackbody spectrum and instead exhibit emission due to H− shortward of $1.1\, \mu{\rm m}$. The best-fitting model does not reproduce a previously reported bump in the spectrum at $1.25\,\mu{\rm m}$, possibly indicating this feature is a statistical fluctuation in the data rather than a VO emission band as had been tentatively suggested. We estimate an atmospheric metallicity of $[{\rm M}/{\rm H}]= {1.09}_{-0.69}^{+0.57}$, and fit for the carbon and oxygen abundances separately, obtaining $[{\rm C}/{\rm H}]= {-0.29}_{-0.48}^{+0.61}$ and $[{\rm O}/{\rm H}]= {0.18}_{-0.60}^{+0.64}$. The corresponding carbon-to-oxygen ratio is ${\rm C/O} = 0.49_{-0.37}^{+0.65}$, which encompasses the solar value of 0.54, but has a large uncertainty.
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Dates et versions

hal-04488779 , version 1 (04-06-2024)

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Citer

Thomas Mikal-Evans, David K. Sing, Jayesh M. Goyal, Benjamin Drummond, Aarynn L. Carter, et al.. An emission spectrum for WASP-121b measured across the 0.8–1.1 μm wavelength range using the Hubble Space Telescope. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2019, 488 (2), pp.2222-2234. ⟨10.1093/mnras/stz1753⟩. ⟨hal-04488779⟩
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