行星质量不确定性对系外行星大气反演的影响

在用于解释系外行星大气观测的当前模型中，行星质量被视为先验，并通过外部方法（如RV或TTV技术）独立估算。这种方法是必要的，因为现有的光谱数据没有足够的波长覆盖和/或信噪比来推断行星质量。我们在此考察质量不确定性对一系列大气情景的光谱反演分析的影响。我们的方法兼具解析与数值：首先使用简单近似解析提取各参数对波长相关凌星深度的影响；随后采用完全贝叶斯反演模型量化质量不确定性向其他大气参数的传播。我们发现，对于晴空气态大气，当质量已知或反演时后验分布相同。只要波长覆盖和S/N充足，反演得到的质量非常准确，精度优于10%。当模拟中加入不透明云时，反演质量的不确定性增大，尤其是高空云。然而，温度和痕量气体丰度等大气参数不受质量知识的影响。次生大气更具挑战性，因为其未知主要组分具有更高的自由度。对于宽波长范围和充足SNR，若无云，质量仍可被准确且精确地反演，所有其他大气/行星参数亦然。当加入云时，我们发现质量不确定性可能显著影响平均分子量的反演：因此，独立的质量表征有助于捕获/确认主要大气成分。