Venus as a natural laboratory to infer observational prospects of close-in-orbit rocky exoplanets with a 3D model
Notice bibliographique
Résumé
Venus is in the spotlight of the public and scientific community after the selection of 3 missions: DAVINCI and VERITAS by NASA and EnVision by ESA/NASA. It remains an open question how Venus and the Earth started so similar but become such different worlds. Thus, studying Venus is essential for understanding the links between planetary evolution and the habitability of terrestrial planets, including those outside our Solar System. Several Earth-sized exoplanets have been recently detected in short-period orbits of a few Earth days around low-mass stars [1]. Those planets have stellar irradiation levels of several times that of the Earth, suggesting that a Venus-like climate is more likely than an Earth-like [2]. Consequently, the atmosphere of our closest planet Venus represents a relevant case to address observational prospects of rocky close-in orbit exoplanets.In this work we used the Generic Planetary Climate Model (historically known as the LMD Generic GCM), a 3D model developed for exoplanet and paleoclimate studies ([3], [4], [5], [6], [7]), to simulate the atmosphere of two potential Venus’s analogues: TRAPPIST-1c [1] and LP 890-9c [8], both orbiting M-dwarf stars. We assumed that the planets are tidally-locked, and they have evolved into a modern Venus-like atmosphere (e.g. CO2-dominated, 92-bar surface pressure), with an H2SO4 prescribed cloud layer following Venus Express observations ([9]). Our 3D climate simulations show the presence of an eastward equatorial superrotation jet for Trappist-1c (Quirino et al. in preparation), in agreement with previous prediction of highly irradiated synchronous rotators (e.g., [10]), and an effective day-to-night heat redistribution by three superrotation jets (one equatorial and two high-latitudes) for Speculoos-2c (Quirino et al. MNRAS, submitted).The results will be shown in terms of simulated temperature/wind fields and the potential characterization of the atmosphere of those planets by JWST and future instrumentations discussed. For instance, under the hypothesis that the planets evolved in a modern Venus, our predicted transmission spectra show that even the strongest CO2 bands around 4.3 μm will be challenging to be detected by the JWST (10 ppm for LP 890-9c and around 40 ppm for Trappist-1c). Those simulations provide new insights for JWST proposals and highlight the influence of clouds on the spectra of hot rocky exoplanets.References:[1] Gillon et al. 2017 Nature 542, [2] Kane et al. 2018 ApJ. 869, [3] Forget & Leconte, 2014 Phil. Trans R. Soc.A372., [4] Turbet et al. 2016 A&A 596. A112, [5] Wordsworth et al. 2011 ApJL 733. L48, [6] Leconte et al. 2013, Nature, 504, 286, [7] Turbet et al. 2020 Space Sci. Rev. 216, 100 [8] Delrez et al. 2022, A&A,Vol.667, id.A59, [9] Haus et al. 2015, PSS, 117, 262, [10] Showman & Polvani 2011, ApJ, 738,71.Acknowledgments: GG is funded by the Spanish MCIU, the AEI and EC-FEDER funds under project PID2021-126365NB-C21, and IAA’s team acknowledges financial support from the grant CEX2021-001131-S funded by MCIN/AEI/ 10.13039/501100011033
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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 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».