暖海王星 JWST-NIRSPEC 透射光谱的信息量
地球与行星天体物理
2020-06-17 v2
摘要
暖海王星为理解系外大气化学提供了丰富机遇。随着即将到来的詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST），需要阐明望远镜时间投入与科学产出之间的平衡。我们使用随机森林的监督机器学习方法，对来自各 NIRSpec 模式的 11 参数透射光谱模型进行信息量分析。三个最蓝的中分辨率 NIRSpec 模式（0.7-1.27 微米、0.97-1.84 微米、1.66-3.07 微米）对 CO 的存在不敏感。最红的中分辨率模式（2.87-5.10 微米）对我们模型中假设的所有分子敏感：CO、CO2、CH4、C2H2、H2O、HCN 和 NH3。它在云丰度与粒子尺寸所编码的信息上与三个最蓝模式有效竞争。除温度与氨丰度外，它在各参数推断上也与低分辨率棱镜模式（0.6-5.3 微米）相当。我们建议天文学家使用最红的中分辨率 NIRSpec 模式研究 800-1200 K 暖海王星的大气化学；其对应的高分辨率版本收益递减。我们将我们的发现与先前倾向于蓝端阶的 JWST 信息量分析比较，并提出若化学平衡假设不成立，依赖该假设可能导致偏差结果。基于测量 H2O、CO 和 CO2 丰度，提出了一种简单的、与压强无关的化学非平衡诊断指标。
引用
@article{arxiv.2004.10106,
title = {Information content of JWST-NIRSPEC transmission spectra of warm Neptunes},
author = {Andrea Guzmán-Mesa and Daniel Kitzmann and Chloe Fisher and Adam J. Burgasser and H. Jens Hoeijmakers and Pablo Márquez-Neila and Simon L. Grimm and Avi M. Mandell and Raphael Sznitman and Kevin Heng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.10106},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 17 figures, 3 tables. Accepted by AJ