基于次食光谱对HD 189733b大气结构和组成的最优估计反演

最近对凌星热木星的观测使得推导这些极端大气中的热结构和H2O、CO2、CO、CH4的分子丰度成为可能。本文首次应用最优估计技术，通过求解反问题来确定系外行星的热结构和组成。我们描述了一套用于系外行星大气的辐射传输和反演工具的开发，该工具建立在一个广泛用于研究我们太阳系的反演算法之上。首先，我们讨论了在HD 189733b昼侧大气中检测不同分子的可行性，以及从所有公开可用的1.45至24 μm次食观测数据集中反演的最佳拟合光谱。此外，我们使用贡献函数来评估发射光谱对温度和分子组成的垂直灵敏度。在贡献函数探测的高度范围内，反演的热结构显示出一个等温的上层大气覆盖在更深的绝热层（温度随高度降低）之上，这与先前报道的动力学和观测结果一致。反演参数的形式不确定性通过分析互相关函数和不同大气性质之间的简并性进行保守估计。反问题的形式解表明，反演参数的不确定性比先前研究建议的更大，并且CO和CH4的存在仅得到现有数据的边缘支持。尽管如此，通过在反演中纳入尽可能宽的波长范围，我们证明现有的HD 189733b光谱可以约束大气结构的一组潜在解。