含不均匀云层和表面的类地行星红边检索

探测和表征潜在宜居外星星系是 astrophysics 领域在未来数十年的首要目标之一。反射光成像非常适合表征类地行星，可从该波长范围（即约0.3-2 {\mu}m）中获取大量关于这些行星的信息。已有多项研究旨在确定反射光谱的能力与局限性，但大多数以往研究假设大气和表面成分均为均匀。本文探讨了大气和表面不均匀性对检索结果的影响。我们扩展 ExoReL 检索框架，加入用于检索波长相关表面反射率的阶梯函数。随后我们利用 Planetary Spectrum Generator 对真实的3D地球模型进行可见到近红外光谱模拟，考虑不同表面特征和云类型/分布。引入波长相关反射率的拟合能力可消解使用1D模型分析3D行星时产生的退化问题，我们在所有情形下均成功检索出类地行星。尽管存在云层，我们在显著陆地区域可见时以及光谱平均考虑更长积分时间时，均检测到约0.7和约1.1 {\mu}m 处的表面反射率阶梯。我们的发现支持将植被红边作为 Habitable Worlds Observatory 的生物指纹的应用。本研究强调，在利用反射光谱表征类地类星行星时，必须考虑一系列—尤其是波长相关的表面反射率—才能准确评估。