大相位角下的系外行星相位曲线：延伸雾霾大气的诊断

在光学波段，土星在大太阳-土星-观测者相位角下的亮度显著超过其昼侧亮度。这种在接近背向照明时出现的增亮现象，是由于该卫星延伸大气中中等偏大的雾霾粒子对入射太阳光的前向散射所致。受此现象启发，本文研究了目前已知系外行星的前向散射、其诊断可能性、分辨该现象的观测要求以及潜在影响。我们推导了一个解析表达式，用于计算指数大气前向散射的星光量，其中考虑了恒星的有限角大小。我们利用该表达式初步估计了该现象可能存在的普遍程度。基于考虑系外行星可见性的数值计算，我们发现在光学半径层附近的延伸垂直区域内存在尺寸 $>$1 微米的气溶胶的条件下，预测众多行星的凌星外前向散射信号可达数十 ppm。我们建议应重新解释现有的光学相位曲线，以约束该现象的强度，这可能为气溶胶标高和粒子尺寸提供洞察。对于本文所考虑的相对一般的大气，前向散射通常使仅考虑透射的凌星深度减少不到一个标高的等效量。对于短周期系外行星，恒星有限的角大小会严重影响凌星中期散射向观测者的辐射量。