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HyDRA-H:系外行星发射光谱的同步混合反演

地球与行星天体物理 2020-01-08 v1

摘要

高分辨率多普勒光谱已被用于探测系外行星大气中的若干化学物种。此类探测传统上依赖于将观测光谱与光谱模型模板进行互相关,这种方法在探测化学物种方面是成功的,但并未针对约束丰度进行优化。近期的研究探索了在高分辨率光谱(HRS)上执行大气反演的方法,并通过建立从互相关函数到似然度量的映射,将其与低分辨率光谱(LRS)上常规执行的反演相结合。我们在先前研究的基础上报告了 HyDRA-H,这是一种采用完全贝叶斯方法同步分析系外行星低分辨率与高分辨率热发射光谱的混合反演代码。我们以热木星 HD 209458b 为例演示了 HyDRA-H。我们通过确认先前结果验证了我们的 HRS 反演能力,并报告了使用 HRS 与 LRS 数据的同步混合反演。LRS 数据覆盖 HST WFC3(1.1–1.7 μ\mum)和 Spitzer 测光(IRAC 3.6–8 μ\mum)波段,而 HRS 数据由 VLT 上的 CRIRES 在 2.3 μ\mum 处获得。混合反演对成分和温度轮廓的约束比单独使用 LRS 或 HRS 数据集的反演更为严格。我们反演出 log(H2O)=4.110.30+0.91\log(\mathrm{H_2O)} = -4.11^{+0.91}_{-0.30}log(CO)=2.160.47+0.99\log(\mathrm{CO}) = {-2.16}^{+0.99}_{-0.47} 的丰度,以及 C/O=0.990.02+0.01\mathrm{C/O} = 0.99^{+0.01}_{-0.02},与先前工作一致。我们将光球温度约束为 149857+2161498^{+216}_{-57} K,与平衡温度一致。我们的结果展示了通过结合 HRS 和 LRS 观测各自的优势(二者探测系外行星大气的互补方面)所带来的混合反演的显著优势。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.14042,
  title  = {HyDRA-H: Simultaneous Hybrid Retrieval of Exoplanetary Emission Spectra},
  author = {Siddharth Gandhi and Nikku Madhusudhan and George Hawker and Anjali Piette},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.14042},
  year   = {2020}
}

备注

16 pages, 9 figures, accepted for publication in The Astronomical Journal