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Enregistrement W4412122824 · doi:10.5194/epsc-dps2025-1037

Atmospheric Heat Transport and Reflected Light in the Ultra-hot Jupiter WASP-121b using a NIRISS/SOSS Phase Curve

2025· preprint· en· W4412122824 sur OpenAlexaff
Jared Splinter, Nicolas B. Cowan, Louis-Philippe Coulombe, Robert C. Frazier, Emily Rauscher, Lisa Dang, Michael Radica, Romain Allart, Stefan Pelletier, Vigneshwaran Krishnamurthy, Ryan J. MacDonald, David Lafreniére, Doug Johnstone, Caroline Piaulet, Lisa Kaltenegger, Loïc Albert, Jake Taylor, Jake D. Turner

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueAstro and Planetary Science
Établissements canadiensHerzberg Institute of AstrophysicsUniversité de MontréalMontreal Clinical Research Institute
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésJupiter (rocket family)Phase (matter)Hot JupiterAstrobiologyEnvironmental sciencePlanetAstronomyPhysicsExoplanet

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Ultra-hot Jupiters represent extreme laboratories for studying atmospheric circulation, radiative processes, and the interaction of chemistry and dynamics under intense stellar irradiation. Due to their high equilibrium temperatures, they exhibit large day–night temperature contrasts, often driven by short radiative timescales relative to atmospheric advection. Secondary processes, such as hydrogen dissociation/recombination and magnetic drag, can further influence thermal transport and atmospheric structure. Here, we present the first full-orbit spectroscopic phase curve of an ultra-hot Jupiter WASP-121b observed with the JWST NIRISS/SOSS.This time-series observation spans 0.6–2.85 μm, a wavelength range that probes both reflected light in the optical and thermal emission in the near-infrared. Our spectral coverage captures approximately 50–83% of the planet’s bolometric flux, enabling robust constraints on its longitudinally-resolved energy budget. We use a geometric model of the tidally distorted planetary shape to accurately compute the projected area at each orbital phase and convert emergent flux into a phase-resolved effective temperature map.From the emission spectra, we derive hemisphere-averaged brightness temperatures of T_{\rm day}=2762_{−19}^{+17} and T_{\rm night} = 1556^{+17}_{-18}. Accounting for the full bolometric flux using physically motivated extrapolations, we infer a Bond albedo of AB=0.24±0.016 and a heat recirculation efficiency of ϵ=0.23±0.012. These values support previous findings of low reflectivity and inefficient heat redistribution in ultra-hot Jupiter atmospheres.We also detect wavelength-dependent phase curve offsets. At longer wavelengths (λ ≳ 1.5 μm), phase offsets are consistent with zero, indicative of poor heat transport to the nightside. In contrast, we find significant eastward offsets at shorter wavelengths, up to ~25°. If physical in nature, this may be an indication of some unknown physics causing increased reflection on the hotter, Eastern side of the planet. This is supported when fitting the Order 2 (0.6-0.85 μm) wavelengths for both reflected light and thermal emission; we find an increased level of reflected light on the eastern side of the planet, regardless of model.Since this observation extends into optical wavelengths it allows for simultaneous fitting for the Bond albedo and the geometric albedo. The derived geometric albedo in the optical is Ag=0.059−0.018+0.031​, reinforcing the observed albedo paradox that hot Jupiters typically exhibit higher Bond albedo than geometric albedos. To further interpret the thermal structure and dynamical behavior, we compare our observations to a 1D Energy Balance Model (EBM) grid that incorporates hydrogen dissociation/recombination physics and accounts for molecular heat transport. The model allows us to constrain key atmospheric parameters such as the radiative timescale, wind speed, and effective mixed-layer depth. The best-fit EBM solution supports our observational inference of low heat redistribution and suggests modest zonal wind speeds, on the order of less than 1 km/s which may be consistent with magnetic drag in the atmosphere.Together, these findings offer a detailed empirical picture of WASP-121b’s thermal structure and energy transport. The results underscore the power of NIRISS/SOSS for multi-wavelength phase curve studies and demonstrate how future observations across the JWST suite can continue to refine our understanding of irradiated atmospheres under extreme conditions.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,014
Score d'incertitude au seuil0,028

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,019
Tête enseignante GPT0,290
Écart entre enseignants0,271 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
Routes d'admission1
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