Un metallo riflettente

Natura volume 620, pagine 67–71 (2023) Citare questo articolo

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Non esistono pianeti di dimensioni intermedie tra la Terra e Nettuno nel nostro Sistema Solare, tuttavia questi oggetti si trovano attorno a una frazione sostanziale di altre stelle1. Le statistiche sulla popolazione mostrano che i pianeti vicini di questo intervallo di dimensioni si biforcano in due classi sulla base dei loro raggi2,3. Si propone che il gruppo con raggi più grandi (denominato “sub-Nettuno”) si distingua per avere atmosfere dominate dall'idrogeno che rappresentano una piccola percentuale della massa totale dei pianeti4. GJ 1214b è un archetipo sub-Nettuno che è stato ampiamente osservato utilizzando la spettroscopia di trasmissione per testare questa ipotesi5,6,7,8,9,10,11,12,13,14. Tuttavia, gli spettri misurati sono anonimi e quindi inconcludenti, a causa della presenza di aerosol ad alta quota nell’atmosfera del pianeta. Qui riportiamo una curva di fase termica spettroscopica di GJ 1214b ottenuta con il James Webb Space Telescope (JWST) nel medio infrarosso. Gli spettri diurno e notturno (temperature di luminosità media di 553 ± 9 e 437 ± 19 K, rispettivamente) mostrano ciascuno più di 3σ prove di caratteristiche di assorbimento, con H2O come causa più probabile in entrambi. L'emissione termica globale misurata implica che l'albedo di Bond di GJ 1214b è 0,51 ± 0,06. Il confronto tra i dati della curva di fase spettroscopica e i modelli tridimensionali di GJ 1214b rivela un pianeta con un'atmosfera ad alta metallicità ricoperta da uno spesso strato altamente riflettente di nuvole o foschia.

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I dati grezzi di questo studio diventeranno disponibili al pubblico dall'Archivio Mikulski per telescopi spaziali dell'STScI (https://archive.stsci.edu/) il 20 luglio 2023. Il seguente repository Zenodo ospita prodotti di dati secondari tra cui la luce bianca e la luce spettrale curve, parametri di adattamento estratti e notebook ipython per calcolare le quantità derivate: https://zenodo.org/record/7703086#.ZAZk1dLMJhE. I dati di origine sono forniti con questo documento.

Il codice di riduzione dei dati primario utilizzato in questo documento (SPARTA) è disponibile su https://github.com/ideasrule/sparta. L'Eureka! il codice utilizzato per l'analisi dei dati ausiliari è disponibile su https://github.com/kevin218/Eureka. Abbiamo utilizzato versioni adattate di SPARC/MITgcm (https://github.com/MITgcm/MITgcm) e CARMA (https://github.com/ESCOMP/CARMA) rispettivamente per la nostra modellazione GCM e aerosol 1D. I profili temperatura-pressione 1D utilizzati per inizializzare i GCM sono stati generati da HELIOS (https://github.com/exoclime/HELIOS).

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