Atmospheric composition and circulation of the ultra-hot Jupiter WASP-121b with joint NIRPS, HARPS and CRIRES+ transit spectroscopy
Notice bibliographique
Résumé
Ultra-hot gas giants such as WASP-121b provide unique laboratories for exploring atmospheric chemistry and dynamics under extreme irradiation conditions. Uncovering their chemical composition and atmospheric circulation is critical for tracing planet formation pathways. Here, we present a comprehensive atmospheric characterisation of WASP-121b using high-resolution transit spectroscopy across the optical to infrared with HARPS, NIRPS, and CRIRES+ spanning nine transit events. These observations are complemented with five TESS photometric sectors, two EulerCam light curves simultaneous to the HARPS and NIRPS transits, and an extensive radial velocity dataset in order to refine WASP-121b's orbital parameters. A cross-correlation analysis detected iron (Fe), carbon monoxide (CO) and vanadium (V) absorption signals with SNR of 5.8, 5.0, and 4.7, respectively. Our retrieval analysis constrains the water (H 2 O) abundance to −6.52 −0.68 +0.49 dex, although its absorption signal is effectively muted by the hydride (H − ) continuum. We constrained the relative abundances of the volatile and refractory elements - which represents a crucial diagnostic of atmospheric chemistry, evolution, and planet formation pathways. The retrieved abundance ratios are broadly consistent with expected values of a solar composition atmosphere in chemical equilibrium, likely indicating minimal disequilibrium chemistry alterations at the probed pressures (∼10 −4 −10 −3 bar). We update the orbital parameters of WASP-121b with its largest radial velocity dataset to date. By comparing orbital velocities derived from both the radial velocity analysis and the atmospheric retrieval, we determined a non-zero velocity offset caused by atmospheric circulation, ΔK p = −15 ± 3 km s −1 (assuming M ⋆ = 1.38 ± 0.02 M ⊙ ), consistent with predictions from either drag-free or weak-drag 3D global circulation models, while we caution the non-negligible dependence on the assumed stellar mass. These results place new constraints on the thermal structure, dynamics, and chemical inventory of WASP-121b, highlighting the power of multi-wavelength high-resolution spectroscopy to probe exoplanetary atmospheres.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».