基于系统波长校准的系外行星 XO-2b 地基光谱观测
地球与行星天体物理
2019-01-07 v2
摘要
近距离绕其宿主恒星运行的系外行星预期具有庞大的电离层，其延伸至比太阳系中观测到的更高气压处。这些电离层可通过碱金属光学特征的地基凌星观测来研究，碱金属是离子的来源。在此，我们展示覆盖系外行星 XO-2 b 大气中钠双线的光学凌星光谱的新观测与分析。为评估我们结果的一致性，观测取自两个独立平台：Gemini/GMOS 和 Mayall/KOSMOS。为减轻系统误差，我们选择了 XO-2，因为它有一颗亮度与恒星类型相同的双星伴星，可提供理想的参考星来建模地球大气效应。我们发现数据解释对探测器上随时间变化的平移高度敏感，其随波长变化且在目标星与参考星之间不同。必须采用时间相关互相关来对齐我们的波长通道并校正大气微分折射。该方法使我们能以约 1.6 nm 分辨率在 5 个波长通道上解析钠线翼并限制钠丰度。我们从每台望远镜获得一致结果，GMOS 和 KOSMOS 的钠振幅分别为 521±161 ppm 和 403±186 ppm。结果用包含电离效应的辐射传输模型分析。数据与约 1–100 mbar 间的晴朗大气一致，由此确立钠下限为 0.4^{+2}_{-0.3} ppm（[Na/H]=-0.64^{+0.78}_{-0.6}），与太阳一致。然而，我们不能排除约 10 mbar 处云层存在的可能性，其允许更高的钠丰度，这将与宿主恒星测量的恒星金属丰度（[Na/H]=0.485±0.043）一致。
引用
@article{arxiv.1811.02060,
title = {Ground-based Spectroscopy of the Exoplanet XO-2b using a Systematic Wavelength Calibration},
author = {Kyle A. Pearson and Caitlin A. Griffith and Robert T. Zellem and Tommi T. Koskinen and Gael M. Roudier},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.02060},
year = {2019}
}
备注
AJ published, 20 pages, all code is available here: https://github.com/pearsonkyle