优化类地行星 O2 的地面观测
地球与行星天体物理
2019-06-26 v1
摘要
我们给出了优化搜索绕邻近低质量恒星凌星的类地行星中分子氧（O2）的计算结果，使用地面、高分辨率、多普勒位移技术。我们研究了一系列参数，即光谱分辨率、观测的波长覆盖范围，以及系外行星系统的天球坐标和 Systemic velocity，以寻找优化 O2 可探测性的值。我们发现，将观测光谱分辨率从典型的 R ~ 100,000 提高到 R = 300,000 - 400,000，可使具有类地球大气的行星中 O2 谱线的平均深度增加一倍以上。高于约 500,000 的分辨率不会在 O2 谱线深度上产生显著增益。我们确认，除 M9V 宿主星外，在 O2 A 带中的观测最为高效，而对于 M9V 宿主星，在 O2 NIR 带中的观测更高效。在白噪声受限观测的情况下，结合 O2 A、B 和 NIR 带的观测可将产生 O2 探测所需的凌星次数减少约 1/3。然而，在典型水平的红噪声存在下，该优势消失。因此，除非红噪声可显著降低，否则在多波段中结合观测相比仅在 A 带中观测不会产生显著增益。系外行星 O2 谱线与地球大气 O2 谱线之间的混合是一个已知问题。我们发现，通过提高观测分辨率以及优先选择黄道附近的目标，可缓解该问题。
引用
@article{arxiv.1905.05862,
title = {Optimizing Ground-based Observations of O2 in Earth Analogs},
author = {Mercedes Lopez-Morales and Sagi Ben-Ami and Gonzalo Gonzalez-Abad and Juliana Garcia-Mejia and Jeremy Dietrich and Andrew Szentgyorgyi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.05862},
year = {2019}
}
备注
15 pages, 7 figures, accepted for publication in The Astronomical Journal