基于三维恒星模型大气推导的两颗系外行星宿主恒星的临边昏暗定律
太阳与恒星天体物理
2017-08-30 v1 地球与行星天体物理
摘要
我们比较了从三维流体动力学模型大气和一维流体静力学 MARCS 模型推导出的临边昏暗定律，研究对象为两个凌日系外行星系统 HD 209458 和 HD 189733 的宿主恒星。利用三维 LTE 谱线形成和不透明度采样计算了恒星盘面的表面亮度分布。我们使用最小二乘法将模型光变曲线拟合到哈勃空间望远镜 (HST) 观测的主食数据，以此检验我们的预测。HD 209458 的三维模型在 2900 A 至 5700 A 之间推导出的临边昏暗定律对 HST 数据的拟合显著更好，消除了此前基于 1D 预测的模型光变曲线中观察到的系统残差。这种差异主要源于三维模型较浅的平均温度结构，这是显式模拟表面米粒组织的后果。对于 HD 189733，模型大气在 2900 A 至 5700 A 之间产生的临边昏暗曲线实际上等效，部分原因是受谱线遮挡，且数据不足以区分光变曲线。我们还分析了该恒星在 5350 A 至 10500 A 之间的 HST 观测数据；与 1D 预测相比，3D 模型提供了更好的拟合。HD 209458 系统拟合质量的显著改善证明了 3D 模型具有更高的真实度，以及表面米粒组织对于晚型星大气辐射场形成的重要性。这一结果与近期关于太阳连续谱临边昏暗的研究及其他观测测试吻合良好。HD 189733 的情况并不构成矛盾，因为其模型光变曲线对大气温度分层的敏感度较低，且 2900 A - 5700 A 区域的观测数据不足以更清晰地区分 3D 和 1D 临边昏暗。
引用
@article{arxiv.1202.0548,
title = {Limb darkening laws for two exoplanet host stars derived from 3D stellar model atmospheres},
author = {W. Hayek and D. Sing and F. Pont and M. Asplund},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.0548},
year = {2017}
}
备注
To be published in Astronomy & Astrophysics (article accepted)