系外巨行星的颜色分类：前景与警示
地球与行星天体物理
2018-09-26 v1
摘要
直接成像行星的大气表征迄今仅限于年轻、自发光类木行星的地面观测。近期的空间与地基设施如 \emph{WFIRST} 和 ELT 将能在反射光中直接成像成熟的类木行星，这是支持未来旨在反射光直接成像类地行星（如 HabEx、LUVOIR）设施的关键一步。这些未来设施正考虑使用测光法对行星进行分类。在此，我们通过分析跨越不同金属丰度、压力-温度轮廓、云性质和相位角的 9,120 个理论反射光谱网格，研究利用颜色对气态巨行星进行分类的复杂性。我们确定了这些行星参数与 \emph{WFIRST} 测光波段及文献中提出的其他测光波段的颜色相关性。然后我们概述了在何种条件下可以使用几种监督多变量分类算法对巨行星种群进行分类。我们发现，若直接成像的巨行星在大气可见光部分被\emph{先验}已知无显著云覆盖，且有至少 3 个滤光片观测，则其可按金属丰度以 90\% 的准确率分类。若云的存在与否非\emph{先验}已知，直接成像行星可按其云性质而非金属丰度或温度更准确地分类。此外，我们能用 3 个滤光片观测以 90\% 的准确率区分有云与无云种群。我们的统计流水线在 GitHub 上可用，并可扩展以优化未来任务概念的科学产出。
引用
@article{arxiv.1807.08453,
title = {Color Classification of Extrasolar Giant Planets: Prospects and Cautions},
author = {Natasha E. Batalha and Adam J. R. W. Smith and Nikole K. Lewis and Mark S. Marley and Jonathan J. Fortney and Bruce Macintosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.08453},
year = {2018}
}
备注
16 pages, 11 figures, accepted AJ