从系外行星的主凌日和次食光谱中解耦简并解
地球与行星天体物理
2015-06-18 v1
摘要
通过主凌日和次食测量记录的系外行星红外透射和发射光谱表明，在少数系外行星中存在最丰富的碳和氧分子物种（H2O、CH4、CO 和 CO2）。然而，由于存在大量拟合数据的简并解，将分子丰度约束在几个数量级范围内的努力受阻。在此，我们利用辐射转移模型和解析近似，探讨了由“热木星”系外行星稀疏测量导致的简并解集的性质。正如简单解析表达式所示，主凌日测量在每个波长波段探测大约 4 个大气标高。由此导出的混合比对行星半径（在参考压力下）的误差高度敏感，该误差约为百分之几。例如，对于一颗温度为 1000 K、基于 H2、具有木星半径和质量的系外行星，其半径 1% 的不确定性会导致导出的气体混合比产生约 100-10000 倍的不确定性。敏感程度取决于谱线强度随光深增加的方式（即增长曲线）以及大气标高。主凌日数据解中的温度简并性较小，其效应通过标高和吸收系数体现。我们认为，通过结合光学和红外测量的特定波长采样，并在可能时联合分析系外行星的凌日和次食数据，可以部分克服这些挑战。
引用
@article{arxiv.1312.3988,
title = {Disentangling degenerate solutions from primary transit and secondary eclipse spectroscopy of exoplanets},
author = {Caitlin A. Griffith},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.3988},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication by Philosophical Transactions of the Royal Society A