云层可增强地球型系外行星 O2 和 O3 的直接成像检测
地球与行星天体物理
2025-05-13 v1
摘要
云层常被视为探测系外行星生物标志物（尤其是基于迁移光谱的直觉）的高度不确定性障碍。然而，对于直接成像反射光观测，云层可能通过增加反射光来增强观测信号。本文通过使用行星光谱生成器 (PSG) 对来自太空望远镜（如 Habitable Worlds Observatory, HWO）的观测进行建模，约束了云层对 O2 和 O3 检测的影响。我们首先进行灵敏度测试，表明低云可增强 O2 和 O3 的可检测性，而高云则削弱其可检测性，且当云粒子较小时，这一效果更为显著。随后，我们将由云微物理模型 CARMA 产生的云（包括地球上不同类型的云）应用于 PSG，并可变 planetary 参数。我们发现，在广泛的情景下，云很可能提高地球型系外行星 O2 和 O3 的信噪比 (SNR)。本工作为 HWO 等望远镜的观测提供了重要的约束条件。
引用
@article{arxiv.2505.07760,
title = {Clouds can enhance direct imaging detection of O2 and O3 on terrestrial exoplanets},
author = {Huanzhou Yang and Michelle Hu and Dorian S. Abbot},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.07760},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 7 figures, Accepted for publication in ApJ