利用多目标光谱学测量系外行星凌星大气光谱的新方法

传统上,探测系外行星凌星大气的地面测光观测采用比较星与目标星测光曲线之间的线性映射(例如通过差分成像测光)来校正污染凌星信号的系统误差。作为该传统方法的替代,我们引入了一种基于高斯过程(GP)回归的新方法来分析地面测光数据。我们的新方法允许目标凌星测光曲线与用于去趋势化的时间序列之间存在广义非线性映射。这相较于以往研究是一大改进,因为目标星与比较星流量受到不同且复杂非线性的地球大气与仪器系统误差影响。我们将该方法应用于温暖(平衡温度T$_{\rm eq}$ = 990 K)的海王星型行星HAT-P-26b的六次Gemini/GMOS凌星观测。当使用比较星测光曲线作为GP回归量时,我们在白光曲线上平均获得比传统方法高约20%的凌星深度精度和残差散度;而当明确不使用比较星时,精度低约20%。最终,仅以透射光谱精度损失30%为代价,我们的方法克服了在仪器视场中使用比较星的必要性,这一直是明亮恒星凌星系外行星大气地面观测的限制因素之一。我们在490-900 nm范围内获得了HAT-P-26b的平坦透射光谱,这可由灰色不透明度云层解释,并发现了凌星计时变化的迹象,二者均与先前测量一致。