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系外行星宽带食光谱中的特征:信号还是噪声?

地球与行星天体物理 2015-06-18 v4

摘要

行星的发射光谱包含有关大气成分和结构的信息。我们比较了黑体拟合与理想化光谱反演拟合的贝叶斯信息准则 (BIC),对象为 44 颗在多个热波段发布有食测量数据的行星,这些数据主要由斯皮策空间望远镜 (Spitzer Space Telescope) 获得。光谱特征的证据取决于食深的不确定度。斯皮策望远镜已证明,当同时分析多次食时,其食测量精度可优于 1E-4,但这一壮举仅执行过四次。当单独归约和分析单次掩食时,光度自校准更为困难;我们发现此类测量未能通过可重复性测试。单次食测量要么具有 5E-4 的不确定度下限,要么其不确定度被低估了 3 倍。如果对这些单次食测量采用这些经验不确定度,那么分子特征的证据几乎消失:除 HD 189733b 外,所有行星的黑体模型 BIC 均优于光谱反演模型,而那些黑体拟合较差的少数行星,其自洽辐射转移模型拟合也较差。这表明现有宽带发射光谱中的特征是由于天体物理和仪器噪声而非分子谱带所致。仅基于测光数据提出的平流层逆温、非平衡化学和高 C/O 比的主张为时过早。我们建议观测者对小数据集自校准的误差估计保持谨慎,并建议建模者将光谱模型的证据与黑体等更简单模型的证据进行比较。

关键词

引用

@article{arxiv.1402.6699,
  title  = {Features in the Broadband Eclipse Spectra of Exoplanets: Signal or Noise?},
  author = {C. J. Hansen and J. C. Schwartz and N. B. Cowan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1402.6699},
  year   = {2015}
}

备注

11 pages, 3 figures, 2 tables. MNRAS accepted