• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

Project Horizon: Exploring the Atmosphere of Tidally-locked Worlds using High-resolution Spectroscopy

研究課題

研究課題/領域番号 22K14092
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設)

研究代表者

Nugroho Stevanus  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), アストロバイオロジーセンター, 特任研究員 (90925968)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードExoplanet / Atmosphere / Non-homogeneous / NLTE / exoplanet / atmosphere / non-homogeneous / high-resolution / spectroscopy
研究開始時の研究の概要

This research will study the atmosphere of tidally-locked exoplanets. We will find out the common chemical species in their atmosphere and how their distributions are affected by the planet's atmospheric dynamics using their high-spectral resolution emission and transmission spectra.

研究実績の概要

We have published our finding on the detection of the two strongest OH emission vibrational bands from the day-side of WASP-33b using IRD Subaru data. We also have detected CO, H2O, and Fe emissions on the day-side of MASCARA-1b using CRIRES+ and constraining its atmospheric parameters. Currently, we have tested our CPU-based retrieval pipeline to be robust and used it to constrain various atmospheric properties of WASP-33b assuming chemical equilibrium. From the line-broadening of its emission spectrum, we found that the planet is tidally-locked consistent with the prediction. We also found that the atmosphere is slightly hotter and has a higher metallicity in the pre-eclipse than post-eclipse indicating an asymmetrical/non-homogenous atmosphere (relative to the sub-stellar point).

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

Although the timeline and method have slightly changed, we learned a lot about how to perform atmospheric retrieval on high-resolution spectroscopy data robustly. We found that with the current development, it is more realistic and achievable to perform retrieval using pre-calculated cross-sections

For the chemical phase curve, however, there is a lot that needs to be investigated as we found that the interpretation of the results is a bit complicated. Especially when we have a non-homogenous atmosphere where line-masking effects by feature-rich opacities can lead to wrong interpretation. For example, if water abundance is high close to the morning terminator then it can mask the lines from other opacities in the morning terminator making them look unevenly distributed even if they are

今後の研究の推進方策

I am planning develop our existing atmospheric retrieval pipeline to be able to perform free retrieval on the atmosphere of ultra-hot Jupiter more realistically and adopt the pipeline to the JAX environment GPU-based to make it run more efficiently. Lastly, once we publish the WASP-33b result, I am planning to perform a study using realistic spectra produced by 3D GCM simulation and investigate the robustness of the chemical phase-curve technique to retrieve the simulated properties as well as analyse other datasets that we have.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A Spectroscopic Thermometer: Individual Vibrational Band Spectroscopy with the Example of OH in the Atmosphere of WASP-33b2023

    • 著者名/発表者名
      Ernst J. W.、Waldmann Ingo、Tennyson Jonathan、Kawahara Hajime、Kuzuhara Masayuki、Hirano Teruyuki、Kotani Takayuki、Kawashima Yui、Masuda Kento、Birkby Jayne L.、Watson Chris A.、Tamura Motohide、Zwintz Konstanze、Harakawa Hiroki、Kudo Tomoyuki、Hodapp Klaus、Jacobson Shane、Konishi Mihoko、Kurokawa Takashi et al.
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 166 号: 2 ページ: 41-41

    • DOI

      10.3847/1538-3881/acdb75

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High-resolution emission spectroscopy retrievals of MASCARA-1b with CRIRES+: strong detections of CO, H2O, and Fe emission lines and a C/O consistent with solar2023

    • 著者名/発表者名
      Ramkumar, Swaetha; Gibson, Neale P; Nugroho, Stevanus K; et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 525 号: 2 ページ: 2985-3005

    • DOI

      10.1093/mnras/stad2476

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High-resolution atmospheric retrievals of WASP-121b transmission spectroscopy with ESPRESSO: Consistent relative abundance constraints across multiple epochs and instruments2023

    • 著者名/発表者名
      Maguire, Cathal; Gibson, Neale P.; Nugroho, Stevanus K.; Ramkumar, Swaetha ; Fortune, Mark ; Merritt, Stephanie R. ; de Mooij, Ernst
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 519 号: 1 ページ: 1030-1048

    • DOI

      10.1093/mnras/stac3388

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-resolution Transmission Spectroscopy of the Terrestrial Exoplanet GJ 486b2023

    • 著者名/発表者名
      Ridden-Harper, Andrew; Nugroho, Stevanus K.; Flagg, Laura; Jayawardhana, Ray; Turner, Jake D.; de Mooij, Ernst; MacDonald, Ryan; Deibert, Emily; Tamura, Motohide; Kotani, Takayuki; Hirano, Teruyuki; Kuzuhara, Masayuki; Omiya, Masashi; Kusakabe, Nobuhiko
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 165 号: 4 ページ: 170-170

    • DOI

      10.3847/1538-3881/acbd39

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Unlocking the Day-side of Ultra-hot Jupiters: A NIR High-Resolution Emission Spectroscopy Study of WASP-33b2023

    • 著者名/発表者名
      Stevanus Kristianto Nugroho
    • 学会等名
      Exoclimes VI
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unlocking the Chemical Composition of Ultra Hot Jupiters: A NIR High-Resolution Emission Spectroscopy Study of WASP-33b2023

    • 著者名/発表者名
      Stevanus Kristianto Nugroho
    • 学会等名
      JpGU
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Unlocking the Day-side of Ultra Hot Jupiters: A NIR High-resolution Emission Spectroscopy Study of WASP-33b2023

    • 著者名/発表者名
      Stevanus Kristianto Nugroho
    • 学会等名
      Protostars and Planets VII
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomic and molecular species in the near-infrared emission spectrum of WASP-33b2022

    • 著者名/発表者名
      Stevanus Kristianto Nugroho
    • 学会等名
      Thinkshop 2022: High-resolution spectroscopy for exoplanet atmospheres and biomarkers
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The day-side atmosphere of WASP-33b seen through the InfraRed Doppler instrument2022

    • 著者名/発表者名
      Stevanus Kristianto Nugroho
    • 学会等名
      2022 Autumn Annual Meeting, Astronomical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Day-side atmosphere of WASP-33b through IRD/Subaru telescope2022

    • 著者名/発表者名
      Stevanus Kristianto Nugroho
    • 学会等名
      Subaru User Meeting FY 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Exoclimes VI

    • URL

      https://exoclimes.org/programme.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] JpGU 2023

    • URL

      https://www.jpgu.org/meeting_e2023/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi