利用 WFIRST 上的光学日冕仪表征系外行星大气
地球与行星天体物理
2019-04-04 v2
摘要
WFIRST-CGI 是一项 NASA 技术演示任务，旨在为未来空间系外地球成像任务演示关键技术。在此过程中，它将获取数个至十几个系外行星以及可能的原行星盘的图像与低分辨率光谱。其在光学波段前所未有的对比度将为天文学家提供对中等间距处成熟的木星尺寸行星的首次直接观测。本文探讨如下问题：利用此类数据能做何种科学？一个由正在进行中的工程进展所支撑的分析噪声模型，被用于计算假想恒星-行星系统可达到的最大信噪比和科学上可行的积分时间，并研究 WFIRST-CGI 测光与光谱观测各种组合的限制能力。本工作引入了两个行星几何反照率的简单模型，其很大程度上受太阳系气态巨行星启发。第一个行星模型是木星-海王星混合模型，分别处理色原体和甲烷分别主导吸收的短波与长波。第二个行星模型在 CoolTLusty 中固定云和霾的性质以匹配木星的反照率光谱，然后仅改变金属丰度。对模拟观测进行的 MCMC 反演被用于评估在不同曝光时间与观测情形下行星模型参数可测量的精度。两个模型几何反照率光谱参数化的拟合结果表明，对于某些 WFIRST-CGI 目标，应有可能粗略指示其金属丰度或甲烷含量。我们得出结论：真实观测很可能能够利用这些模型区分极端情形，但缺乏揭示细微趋势所需的精度。
引用
@article{arxiv.1801.08964,
title = {Characterization of Exoplanet Atmospheres with the Optical Coronagraph on WFIRST},
author = {Brianna Lacy and David Shlivko and Adam Burrows},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.08964},
year = {2019}
}
备注
29 pages, 25 figures, 2 tables