直接成像系外行星 HR 8799b 的大气反演分析
地球与行星天体物理
2015-06-16 v2 星系天体物理
摘要
直接成像的系外行星是应用光谱和温度反演方法的未探索实验室，其大气化学和成分可通过可用数据的反演建模来推断。作为一项试点研究，我们聚焦于拥有超过 50 个数据点的系外气态巨行星 HR 8799b。我们升级了非线性最优估计反演方法，以包含一个现象学云模型，该模型需要指定云光学厚度和单分散粒子尺寸。先前的研究集中于假设系外行星属性值的正向模型；关于 HR 8799b 的半径、质量、表面重力和有效温度的最佳拟合值尚未达成共识。我们表明，如果大气具有超太阳金属丰度和非太阳元素丰度，无云模型能产生合理的数据拟合。具有中等云光学厚度值和微米级粒子的中等云模型也能提供同样合理的数据拟合，但需要较低的均值分子量。我们报告了 HR 8799b 的半径、质量、表面重力和有效温度的最佳拟合值。均值分子量约为 3.8，而由于一氧化碳的普遍存在，碳氧比约为 1。我们的研究强调，关于系外行星大气性质的稳健主张必须基于涉及光度测量和光谱学的分析，并推断自超出通常针对热木星报告的少数几个光度数据点的数据。
引用
@article{arxiv.1307.1404,
title = {Atmospheric Retrieval Analysis of the Directly Imaged Exoplanet HR 8799b},
author = {Jae-Min Lee and Kevin Heng and Patrick G. J. Irwin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.1404},
year = {2015}
}
备注
Accepted by ApJ. 19 pages, 19 figures, 2 tables. Several improvements made ("radius ratio problem" removed, resolution of contour plots doubled, text expanded), major conclusions unchanged