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limb 非对称性 -- 通达时间退火的解析特征

地球与行星天体物理 2024-10-21 v2

摘要

大气并非在空间上均匀。这在特别是大热的潮汐锁定的系外行星中尤为明显,这些行星具有大的昼夜温度差异,可导致早晨和傍晚 terminator 之间存在显著差异,称为 limb 非对称性。当前的 JWST 观测足够精确,以在特定情况下解耦这些早晨和傍晚 limb 对整体传输光谱的单独贡献。然而,limb 非对称性在 transit 光度曲线中的信号高度与行星通达时间的不确定性存在退火。这引出了一个问题:为了 enable 对 limb 非对称性的准确研究,尤其是与 JWST 合作,必须如何精确测量 transit 时间?尽管这种退火已在文献中讨论过,但尚未给出其一般描述。在本工作中,我们表明,这种退火源于当行星盘具有非对称 limb 大小时,通达时间看起来发生变化。我们推导出将 limb 非对称性大小与其导致通达时间变化量之间的一般公式,该变化量可达数十秒。将我们的公式与模拟观测进行比较,我们发现数值拟合技术为测量的 transit 时间添加了额外偏差,通常小于一秒,这源于遮挡几何。我们还推导出这种额外数值偏差的解析公式。可以应用于规划新观测或解释文献中的测量值,并为常见的系外行星提供示例。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.17564,
  title  = {An Analytic Characterization of the Limb Asymmetry -- Transit Time Degeneracy},
  author = {Matthew M. Murphy and Thomas G. Beatty and Daniel Apai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.17564},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted and published in the Astrophysical Journal. 16 pages, 7 figures