利用替代归一化方法最小化系外行星凌星光谱学中的恒星黑子污染

最近，Currie等人模拟了在凌星附近M矮星的温带岩石系外行星大气中探测分子的过程。他们模拟了通过光谱互相关技术应用于使用极大望远镜（ELTs）的高分辨率光学和近红外凌星光谱学进行的探测。Currie等人未考虑未被掩食的恒星黑子的影响，但我们在此针对分子氧、二氧化碳、甲烷和水蒸气的可能探测进行了研究。我们发现，对于堆叠数十到数百次凌星以探测这些分子的大型项目，来自未被掩食的恒星黑子的混淆噪声变得显著。来自恒星黑子的噪声随黑子填充因子的增大而增加，且黑子温度的影响小于填充因子。尽管如此，即使不校正恒星黑子，也可能在凌星附近M型矮星的温带岩石行星中探测到分子氧、二氧化碳和甲烷。水蒸气的探测受影响最大，恒星黑子不仅污染系外行星信号，还产生额外噪声。只有当通过除以恒星总流量进行归一化时，未被掩食的黑子才会影响凌星光谱学。我们描述了一种替代归一化方法，通过推导并实现一个无黑子代理光谱进行归一化，从而最小化恒星黑子效应。我们证明，在存在现实水平的随机观测噪声的情况下，该方法在原理上是可行的。替代归一化方法将广泛适用于所有类型的凌星光谱学，我们讨论了将其应用于实践的挑战。我们还概述了一种有潜力克服这些挑战的综合方法。