低速度系外行星高分辨率透射光谱的可行性

近年来，近红外高分辨率透射光谱在几颗近距离轨道巨系外行星上探测到了显著的分子。这种方法传统上依赖于近距离行星高速运动引起的行星谱线的大多普勒位移，这被认为是将它们与准静态恒星和地球谱线分离的必要条件。在这项工作中，我们展示了在凌星期间视向速度变化较小的 M 矮星周围的温带低质量系外行星大气中进行化学探测的高分辨率透射光谱的可行性。我们使用 Gemini-S 上 IGRINS 光谱仪观测的温带亚海王星 TOI-732 c 的 H 和 K 波段高分辨率光谱，通过模型注入与恢复测试来实现这一目标。我们表明，即使行星视向速度变化非常小，低至亚像素速度，凌星期间的行星信号也可以被恢复。这是可能的，因为行星信号仅存在于观测光谱的一个子集中。足够多的凌星外光谱可以在行星信号与地球/恒星污染物之间产生足够的对比度，使得行星信号不构成时间序列光谱的主成分，因此可以使用基于 PCA 的去趋势方法将其分离，而无需依赖显著的多普勒位移。我们还探索了寻找此类信号的新颖指标，并研究了其可探测性的趋势。我们的工作扩展了高分辨率透射光谱的范围，并为利用地基设施表征宜居亚海王星世界开辟了道路。