木星与土星类系外行星的反射光变曲线、球形反照率及邦德反照率
地球与行星天体物理
2016-05-25 v3
摘要
观测到的系外行星反射光变曲线表明其中一些存在明亮的云层。我们基于先驱者号(Pioneer)和卡西尼号(Cassini)航天器拍摄的木星和土星图像，估算行星的光变曲线和恒星总加热如何依赖于云层中的前向和后向散射。我们根据行星的相位，对木星和土星的局部反射亮度拟合了解析函数。这些观测覆盖 0.59-0.72 和 0.39-0.5 {\mu}m 宽波段，以及 0.938(大气窗口)、0.889(CH4吸收带)和 0.24-0.28 {\mu}m 窄波段。我们利用光线追踪模型模拟行星图像，并对其进行盘积分以产生全轨道光变曲线。对于木星，我们还将模拟的光变曲线与观测到的全圆盘亮度进行了拟合。我们推导了木星、土星以及具有朗伯(Lambertian)和瑞利散射(Rayleigh-scattering)大气的行星的球形反照率。在凌日时给定相同的几何反照率，木星类大气产生的光变曲线在半相位时比朗伯行星暗一个因子（即暗一半）。球形反照率通常比朗伯行星低至多 1.5 倍。朗伯假设会低估恒星光的吸收和行星大气的平衡温度。我们还将我们的光变曲线与固体天体——卫星土卫二(Enceladus)和木卫四(Callisto)——的光变曲线进行了比较。它们在冲日（次级凌）附近几度内的强后向散射峰会导致对恒星加热的更强低估。
引用
@article{arxiv.1511.04415,
title = {Reflected Light Curves, Spherical and Bond Albedos of Jupiter- and Saturn-like Exoplanets},
author = {Ulyana Dyudina and Xi Zhang and Liming Li and Pushkar Kopparla and Andrew P. Ingersoll and Luke Dones and Anne Verbiscer and Yuk L. Yung},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.04415},
year = {2016}
}
备注
21 pages, 4 figures