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limb darkening 参数化对系外行星传输光谱引入的偏差

地球与行星天体物理 2024-09-09 v1 天体物理仪器与方法 太阳与恒星天体物理

摘要

系外行星大气研究的主要目标之一是对系外行星大气在人口水平上进行表征。当前最常用的方法是传输光谱学,通过在多个波长上测量遮行系外行星的 apparent 半径,以寻找由上层大气成分产生的原子和分子吸收特征。要从遮行光曲线中提取行星半径,有必要考虑随着从投影星盘中心位置到边缘的亮度减小时所产生的 limb darkening。物理驱动的 limb darkening 参数化,特别是二次形式,常用于系外行星遮行光曲线拟合。本文表明,这类参数化可能在当前所有 JWST 仪器模式的传输光谱中引入显著的波长相关偏差,从而可能影响大气推断。为避免此类偏差,我们建议使用带有宽宽 uninformative 先验的标准 limb darkening 参数化,以允许在遮行拟合中出现非物理的星光强度轮廓,从而进行完整且对称的参数空间探索。我们进一步发现,以本生分辨率拟合光曲线的结果,其测量的遮行深度误差显著小于在拟合前对光曲线进行波长分箱的结果,从而可能最大化从数据中提取的信息量。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.03812,
  title  = {Biases in Exoplanet Transmission Spectra Introduced by Limb Darkening Parametrization},
  author = {Louis-Philippe Coulombe and Pierre-Alexis Roy and Björn Benneke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.03812},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted for publication in The Astronomical Journal