不同自转周期的类地系外行星光谱
地球与行星天体物理
2025-09-24 v1
摘要
我们研究了具有不同轴向自转周期的类地行星的光谱。使用大气环流模型并考虑持续两年的大气环流，我们分别计算了自转周期为 1 天和 100 天的地球与系外地球的辐射光谱。大气辐射光谱使用 SBDART 代码计算。我们分析了 1 km 和 11 km 高度处在 1 至 18 微米和 0.3 至 1 微米波长范围内的向上辐射光谱。地球和系外地球获得了以下共同特征：(1) 行星在 14 微米附近表现出宽 CO2 吸收带；(2) 赤道附近不同位置的辐射光谱没有显著差异；(3) 如果对地球/系外地球的整个圆盘进行光谱积分，从不同方向观测得到的光谱信号差异显著小于行星各个区域观测结果之间的差异。仅轴向自转周期与地球不同的系外行星，其光谱差异与观测行星视角变化相关的差异相当。因此，如果观测角度未知，则无法通过分析行星光谱来确定其轴向自转周期。类地系外行星光谱的最大差异出现在约 5-10 微米和 13-16 微米波长处。通过分析 9.4-10 微米波长附近的光谱，我们可以确定系外行星大气中是否含有臭氧。由于臭氧对生命至关重要，9.4-10 微米波段可能对未来类地系外行星的观测具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2509.19174,
title = {Spectra of Earth-like exoplanets with different rotation periods},
author = {S. I. Ipatov and J. Y-K. Cho},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.19174},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 7 figures