利用高分辨率光谱表征最朦胧的亚海王星系外行星的前景

表征大于地球但小于海王星的行星的观测，由于遮蔽其光谱中分子特征的霾或云，在低光谱分辨率下导致了很大程度上不确定的解释。然而，此处我们表明高分辨率光谱（R $\sim$ 25,000 至 100,000）使人能够探测这些大气中云层之上形成最强谱线核的区域。我们针对一组类 GJ1214b 行星给出了透射光谱模型，这些行星具有厚的光化学霾，覆盖 1 - 5 $\mu$m，分辨率范围与当前及未来地基光谱仪相关。此外，我们将通常使用的互相关函数与更正式的基于似然的方法的效用进行比较，发现只有基于似然的方法对霾不透明度的存在敏感。我们计算了这些光谱所需的信噪比（包括大气污染），以稳健探测一系列分子（如 CO、CO$_{2}$、H$_{2}$O 和 CH$_{4}$）以及光化学产物（如 HCN），作为波长范围和光谱分辨率的函数。M 波段光谱需要最低的 S/N$_{res}$ 来同时探测多个分子。CH$_{4}$ 仅在最冷模型（$T_{\rm{eff}} =$ 412 K）中可观测，且仅在 L 波段。我们定量评估了这些需求与当前及未来仪器可实现能力之间的比较，表明利用地基高分辨率光谱表征小型冷星球已完全可及。