基于泰坦观测的高分辨率光学甲烷谱线表用于交叉相关研究

系外行星大气表征严重依赖于分子光谱数据。尽管为系外行星大气的化学表征建立全面光谱库付出了努力，但在高光谱分辨率下，特别是对于较大分子和更高频率，仍然存在巨大空白。一个关键例子是甲烷（CH4）光学光谱。CH4是最简单的碳氢化合物，是系外行星大气表征的关键物种，也是一种可能的生物特征。然而，到目前为止，在光学波长下获得CH4的高分辨率谱线表在实验上或计算上都非常具有挑战性，导致CH4在可见光谱大部分区域的高分辨率光谱未被表征。这限制了在光学波段探索CH4吸收，因为即将上线的仪器如ELT-ANDES和VLT-RISTRETTO将开始在光学波长探测更小的系外行星大气。为了解决这一光谱数据限制，我们利用VLT-ESPRESSO以迄今为止最高的光谱分辨率观测了以CH4吸收为主的泰坦光学光谱。由此，我们制作了一份经验性的、低温高分辨率（R ~ 190000）的CH4光学波长谱线表，其中包含数千条以前未识别的谱线。我们利用这份CH4谱线表（RRS-2026）构建了一个适用于高分辨率交叉相关光谱（HRCCS）研究的模板，这是CH4在光学波长的首次。利用这份新谱线表，我们使用光学高分辨率光谱首次在泰坦和木星大气中通过HRCCS探测到CH4。这项工作为利用当前和未来的地基高分辨率光学摄谱仪通过HRCCS在系外行星大气中搜寻CH4奠定了基础，展示了太阳系观测如何为系外行星研究提供有用的产品。