使用 ARCiS 基于相位曲线数据的三维系外行星大气反演：以 WASP-43b 为例

目的。创建一个涵盖系外行星大气三维特性的反演框架，并将其应用于热木星系外行星 WASP-43b 的观测发射相位曲线与透射光谱。方法。我们提出的三维框架作为独立模块自由发布于 GitHub。我们使用大气建模与贝叶斯反演软件包 ARCiS（ARtful modelling Code for exoplanet Science）对 WASP-43b 的同步透射（HST/WFC3）与相位依赖发射（HST/WFC3、Spitzer/IRAC）观测作为案例研究进行 8 次三维反演。我们评估输入假设如何影响反演结果。特别地，我们考察平衡化学约束与自由分子反演的对比、无云与参数化有云的对比，以及使用来自两个不同文献源归约的 Spitzer 相位数据。对于自由化学反演，我们反演了 H2O、CH4、CO、CO2、AlO 与 NH3 随相位变化的丰度，平衡化学反演则考虑了更多物种。结果。对于所有假设平衡化学的反演设置，我们发现一致的超太阳 C/O（0.6–0.9）与超太阳金属丰度（1.7–2.9 dex）。大气热分布、热斑偏移（不同 Spitzer 数据集为 15.6 与 4.5）以及温度结构受 Spitzer 发射相位数据影响。我们与其他 WASP-43b 研究（包括可用的 GCM 模拟）进行了比较。结论。我们开发的参数化三维设置为分析诸如光谱相位曲线等大量观测数据集提供了有价值的工具。借助詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）与 Ariel 等任务的近未来观测，将极大提升我们对 WASP-43b 等系外行星大气的理解。