系外行星大气的温度和丰度反演方法
地球与行星天体物理
2014-11-20 v2 天体物理仪器与方法
摘要
我们提出了一种从系外行星大气测光和光谱中反演分子丰度和温度廓线的新方法。我们运行了数百万个一维大气模型，以覆盖允许的大参数空间，并根据数据给出了大气特性的误差等高线。为了运行如此大量的模型，我们开发了一个参数化压力-温度（P-T）廓线，并结合了逐线辐射传输、流体静力学平衡和能量平衡，以及非平衡分子组成和能量再分布的预设。我们将我们的温度和丰度反演方法应用于两颗凌星系外行星 HD 189733b 和 HD 209458b 的大气，它们拥有最佳的斯皮策和哈勃空间望远镜观测数据。对于 HD 189733b，我们发现大气中昼夜能量再分布高效，并且分子丰度约束证实了 H2O、CO、CH4 和 CO2 的存在。对于 HD 209458b，我们确认并约束了平均一维温度廓线中的昼侧热反转。我们还基于六通道斯皮策测光，独立报告了在 HD 209458b 昼侧探测到 H2O、CO、CH4 和 CO2。我们分别报告了由不同数据集对 HD 189733b 的约束；在相似波长处，一些关键观测在不同数据集中存在变化。此外，一个数据集中明显强烈的二氧化碳吸收在另一个数据集中显著减弱。因此，我们必须承认大气很可能存在变化，无论是在其能量再分布状态还是化学丰度方面。
引用
@article{arxiv.0910.1347,
title = {A Temperature and Abundance Retrieval Method for Exoplanet Atmospheres},
author = {N. Madhusudhan and S. Seager},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.1347},
year = {2014}
}
备注
20 pages in emulateapj format, 11 figures. Final version, after proof corrections