使用稀疏建模对类地系外行星进行全球绘图
地球与行星天体物理
2020-06-17 v2 天体物理仪器与方法
摘要
我们开发了一种新的反演方案，用于从散射光变曲线获取系外行星的二维表面图。在我们的方案中，采用L1范数和总平方变差的组合（这是稀疏建模中使用的技术之一）来寻找最优图。我们将新方法应用于模拟的地球散射光变曲线，发现新方法提供的重建图空间分辨率优于使用Tikhonov正则化的方法。我们还将新方法应用于Fan等人（2019）提出的两年DSCOVR/EPIC观测中获得的实际地球散射光变曲线。使用Tikhonov正则化的方法使我们能够分辨出北美、非洲、欧亚大陆和南极洲。除此之外，稀疏建模识别出了南美洲和澳大利亚，尽管由于极地观测权重较低，它未能找到南极洲。此外，所提出的方法能够从假设的5 pc处类地系外行星的噪声注入光变曲线中反演地图，噪声水平预期来自8米望远镜的日冕仪图像。我们发现，使用每月一次时间间隔的两年观测，稀疏建模能够分辨出澳大利亚、亚欧非大陆、北美和南美。我们的研究表明，稀疏建模与每月1天或5天的多历元观测相结合，可用于识别未来直接成像任务（如大型紫外/光学/红外巡天器（LUVOIR））中地球类似物的主要特征。
引用
@article{arxiv.2004.03941,
title = {Global Mapping of an Exo-Earth using Sparse Modeling},
author = {Masataka Aizawa and Hajime Kawahara and Siteng Fan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.03941},
year = {2020}
}
备注
17 pages, 9 figures; revised assumptions of distance to a planet and telescope size in section 5; accepted for publication in the Astrophysical Journal