天文学：JWST NIRSpec G395Hによる系外惑星WASP-39bに関する初期公開科学プログラム

系外惑星の大気中の炭素と酸素の存在量の測定は、系外惑星系の形成と進化を解明するための重要な手段になると考えられている。系外惑星の化学物質のインベントリーを手に入れるには高精度の観測が必要だが、これらは低分解能の宇宙望遠鏡や高分解能の地上望遠鏡による個々の分子の検出結果から推測されることが多い。本論文では、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の近赤外線分光器（NIRSpec）G395H格子を用いて得られた、土星質量の系外惑星WASP-39bのいくつかの吸収特性を含む、波長範囲が3〜5 μmの中分解能（R ≈ 600）の系外惑星大気透過スペクトルを報告する。今回の観測では、光子雑音の1.46倍の精度が実現されており、平均透過深度の不確かさは分光ビン当たり221 ppmで、系統的効果による影響は最小限であった。我々は、CO₂（28.5σ）とH₂O（21.5σ）に由来する有意な吸収を検出し、4.1 μm（4.8σ）の吸収源としてSO₂を特定した。最もよく適合する大気モデルは、金属量が太陽の3〜10倍で、C/O比が太陽と同程度かそれ未満というものである。SO₂の検出を含め、これらの結果は、系外惑星の大気中の化学的特性を明らかにすることの重要性を強調するとともに、NIRSpec G395Hがこの極めて重要な波長範囲での時系列観測に非常に優れたモードであることを例示している。

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