折射对气态巨行星透射光谱的影响：瑞利散射斜率的减小与反演简并的打破

在系外行星透射光谱中探测瑞利散射特征正日益成为观测活动的目标，因为瑞利连续谱的光谱斜率使得人们能在无霾情况下确定其大气的标高。然而，这仅在忽略系外大气折射效应时才成立。我通过一系列具有不同水丰度的简单等温清晰类木 H2-He 大气模型说明，折射能显著降低瑞利连续谱的光谱斜率，并使其在红外区变平。这模仿了一个表面，或光学厚云层，其压强比非折射情形下可探测的压强小得多。折射对系外行星透射光谱的相对影响随大气温度降低而减小，随恒星温度增高而增大。从反演角度看，折射对类木行星相当重要，即便在本文考虑的最高大气温度（1200 K）和所有恒星光谱类型下也是如此。事实上，折射在很大程度上打破了化学物种丰度与行星半径之间的反演简并，因为光谱特征的大小随丰度显著增加，这与非折射情形仅将其移至更大或更小有效半径形成鲜明对比。假设大气无云所推断的丰度是下限。这些结果表明，在反演算法中纳入折射以准确解释气态巨行星透射光谱是何等重要。