Constraining physics of very hot super-Earths with the<i>James Webb</i>Telescope. The case of CoRot-7b
Notice bibliographique
Résumé
Context. Transit detection from space using ultra-precise photometry led to the first detection of super-Earths with solid surfaces: CoRot-7b and Kepler-10b. Because they lie only a few stellar radii from their host stars, these two rocky planets are expected to be extremely hot.Aims. Assuming that these planets are in a synchronous rotation state and receive strong stellar winds and fluxes, previous studies have suggested that they must be atmosphere-free and that a lava ocean is present on their hot dayside. In this article, we use several dedicated thermal models of the irradiated planet to study how observations with NIRSPEC on the James Webb Space Telescope (JWST) could further confirm and constrain, or reject the atmosphere-free lava ocean planet model for very hot super-Earths.Methods. Using CoRoT-7b as a working case, we explore the consequences on the phase-curve of a non tidal-locked rotation, with the presence/absence of an atmosphere, and for different values of the surface albedo. We then simulate future observations of the reflected light and thermal emission from CoRoT-7b with NIRSPEC-JWST and look for detectable signatures, such as time lag, of those peculiarities. We also study the possibility to retrieve the latitudinal surface temperature distribution from the observed SED.Results. We demonstrate that we should be able to constrain several parameters after observations of two orbits (42 h) thanks to the broad range of wavelengths accessible with JWST: i) the Bond albedo is retrieved to within ±0.03 in most cases. ii) The lag effect allows us to retrieve the rotation period within 3 h of a non phase-locked planet, whose rotation would be half the orbital period; for longer period, the accuracy is reduced. iii) Any spin period shorter than a limit in the range 30–800 h, depending on the thickness of the thermal layer in the soil, would be detected. iv) The presence of a thick gray atmosphere with a pressure of one bar, and a specific opacity higher than 10-5 m-2 kg-1 is detectable. v) With spectra up to 4.5 μm, the latitudinal temperature profile can be retrieved to within 30 K with a risk of a totally wrong solution in 5% of the cases. This last result is obtained for a signal-to-noise ratio around 5 per resel, which should be reached on Corot-7 after a total exposure time of ~70 h with NIRSPEC and only three hours on a V = 8 star. Conclusions. We conclude that it should thus be possible to distinguish the reference situation of a lava ocean with phase-locking and no atmosphere from other cases. In addition, obtaining the surface temperature map and the albedo brings important constraints on the nature or the physical state of the soil of hot super-Earths.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».