太阳系行星的综合光谱参考数据库及其在系外行星直接成像中的应用
地球与行星天体物理
2025-12-23 v3 天体物理仪器与方法
摘要
我们构建了覆盖从紫外到近红外波段的太阳系行星（即水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星）以及天王星的反射光谱校准数据库。该数据库综合了60年星际观测数据，涵盖多种观测几何条件和观测设施（包括太空探测器和地面观测站）。为纠正观测几何条件和数据质量差异，我们采用两步校准过程，将每个光谱标准化为该行星的几何反照率值，并纠正行星异质性和校准效应。随后将各波段数据进行整合，得到每个行星的参考复合反射光谱。作为系外行星研究的光谱库测试，我们模拟了近距离星际（Proxima Centauri和HD 219134）系统以及距离10秒差距（10 pc）下太阳系的直接成像观测。我们还探讨了直接成像仪器在地球和类木星系外行星检测中所受内工作角和外工作角限制的检测限制。此外，我们利用结果的可见光部分，重建了每个行星的真实颜色。本工作通过比较行星学标准化反射光谱，提高了对系外行星反射光观测interpretation的基准。该光谱库可作为校准且经验证的参考，服务于未来直接成像任务中系外行星大气组成的建模与准备，以及太阳系天文学研究。
引用
@article{arxiv.2508.13368,
title = {A comprehensive spectroscopic reference of the solar system and its application to exoplanet direct imaging},
author = {Allison Payne and Geronimo L. Villanueva and Vincent Kofman and Thomas J. Fauchez and Sara Faggi and Avi M. Mandell and Aki Roberge and Eleonora Alei},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13368},
year = {2025}
}