系外行星凌星中的高精度恒星临边昏暗
地球与行星天体物理
2017-09-06 v2
摘要
凌星系外行星的大气表征依赖于以 100 ppm（百万分之一）的精度精确测量行星在不同波长下光学厚区域的程度。詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）上的下一代仪器预计对数十个目标实现 10 ppm 精度。只有在适当考虑其他天体物理效应（包括恒星临边昏暗）时，建模中才能获得类似精度。在本文中，我们探讨了由于当前用于近似恒星临边昏暗的数学公式，以及使用从恒星大气模型或经验获得的临边昏暗系数所导致的精度极限。我们提出了一种具有两个系数的新临边昏暗定律 `power-2'，其在大多数情况下优于文献中采用的其他双系数定律，特别是对于冷恒星。基于双系数公式的经验临边昏暗可能存在显著偏差，即使光变曲线残差几乎达到光子噪声极限。我们展示了一种在可见光下拟合四系数临边昏暗的最优策略，利用系外行星轨道参数的先验信息来打破某些简并性，否则这些简并性会阻碍拟合收敛。利用詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）进行的红外观测将以空前精度提供系外行星轨道参数的精确测量，这些测量可用作先验来改进来自可见光观测（例如用 Kepler/K2、JWST 以及其他过去和未来的仪器进行的观测）的恒星临边昏暗表征，从而改进推断的系外行星参数。
引用
@article{arxiv.1704.08232,
title = {High-precision stellar limb-darkening in exoplanetary transits},
author = {Giuseppe Morello and Angelos Tsiaras and Ian D. Howarth and Derek Homeier},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.08232},
year = {2017}
}