利用两台地面多目标光谱仪对一颗位于宜居带的类地系外行星进行同步光学透射光谱测量

研究岩石系外行星的大气是进行这些世界与内太阳系类地行星比较行星学的关键。类地系外行星的大气信号微弱，试图探测它们正挑战着当前仪器的极限。我们重点关注位于宜居带的类地系外行星LHS 1140b。鉴于其25天的轨道周期和2小时的凌星持续时间，捕捉LHS 1140b的凌星具有挑战性。我们观测了该天体的两次凌星，相隔约一年，由于我们同时使用了安装在拉斯坎帕纳斯天文台双麦哲伦望远镜上的IMACS和LDSS3C多目标光谱仪，这产生了四组数据。我们展示了一条联合拟合的白光曲线，以及联合拟合的20纳米波长分档光曲线，并由此构建了透射光谱。将联合白光曲线残差合并到3分钟时间bin时，均方根为145 ppm；合并到10分钟时间bin时，均方根为77 ppm。在20纳米波长bin中，我们的$R_p^2/R_s^2$中值不确定度为260 ppm，并且在使用高斯过程回归拟合波长分档光曲线时，我们达到了光子噪声1.3倍的平均精度。我们在$R_p^2/R_s^2$上的精度比清晰、氢主导大气的特征振幅大四倍，这意味着我们无法检验LHS 1140b大气的现实模型。本文介绍的技术和注意事项适用于凌星系外行星巡天卫星时代日益增多的类地世界样本，以及即将到来的下一代地面巨型分段镜望远镜。