热木星相曲线的二维反演框架
地球与行星天体物理
2020-09-02 v2
摘要
光谱相曲线为研究凌星系外行星大气的三维特性提供了独特途径。然而，必须开发建模框架才能对这些复杂数据集准确推断大气特性。本文提出一种从任意轨道相位的相曲线光谱反演温度结构与分子丰度的方法。针对一个具有大昼夜温差的代表性热木星，我们考察了典型一维（1D）反演随轨道相位/几何产生的偏差，并与恰当捕捉盘积分相位几何的二维（2D）模型进行比较。我们先将新框架应用于已知“真值”的模拟 HST+Spitzer 相曲线数据集以建立直觉，随后将其应用于典型热木星 WASP-43b 的光谱相曲线。我们还展示了该反演框架在模拟 JWST 相曲线观测上的应用。我们将新几何框架应用于所有光谱相位的联合拟合，假设经向分子丰度均匀，与单独相位约束相比丰度精度提升 2 倍。在模拟 HST+Spitzer 数据上使用 1D 反演模型，我们发现大多数轨道相位下 CH 和 CO 的分子丰度存在强烈偏差。使用 2D 时，从 WASP-43b 反演的昼夜剖面在整个轨道中保持一致。JWST 反演表明所有轨道相位均强烈支持 2D 模型。基于新 2D 反演实现，我们就何时适用 1D 模型、何时需要涉及多个温度-压力剖面的更复杂相位几何以获得无偏潮汐锁定行星大气视图提供了建议。
引用
@article{arxiv.2006.11442,
title = {2D Retrieval Frameworks for Hot Jupiter Phase Curves},
author = {Y. Katherina Feng and Michael R. Line and Jonathan J. Fortney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.11442},
year = {2020}
}
备注
Accepted at AJ. 23 pages, 30 figures - see figure 2 for quick takeaway