光谱线翼截断的影响:推荐的标准方法及其在 MAESTRO 不透明度数据库中的应用
地球与行星天体物理
2024-01-09 v1 天体物理仪器与方法
摘要
从谱线表计算截面时,结果不仅取决于谱线强度,还取决于谱线形状、压力增宽参数以及谱线翼截断(即从每条谱线中心计算的最大距离)。压力增宽可以使用 Lorentz 线型来描述,但已知它不能代表远翼的真实吸收。理论和实验均表明,在远离谱线中心处,非 Lorentz 行为控制着线翼的形状,而 Lorentz 线型无法准确表征吸收,导致根据所涉及的分子种类不同,会对不透明度连续谱产生低估或高估。在计算吸收截面时,谱线翼截断是一个常被忽视的参数,但它会对光谱的外观产生显著影响,因为它决定了在每条谱线中心两侧参与计算的线翼范围。因此,当用于分析系外行星和褐矮星光谱时,谱线翼截断的不准确选择会导致不透明度连续谱产生误差,这些误差会传递到建模的凌日光谱中,并最终影响/偏倚观测光谱的解释,以及推导出的成分和热结构。在此,我们考察了通常用于计算线翼截断的不同方法,并提出了一项标准操作程序(即对于 ~200~bar 取绝对值 25~cm,对于 ~200~bar 取 100~cm)来生成分子的不透明度,这将供开放获取的 {\tt MAESTRO}(系外行星科学中的分子与原子:不透明度工具与资源)数据库使用。本文强调了迫切需要对远翼进行新的测量和理论研究。
引用
@article{arxiv.2401.03056,
title = {The impact of spectral line wing cut-off: Recommended standard method with application to MAESTRO opacity database},
author = {Ehsan and Gharib-Nezhad and Natasha E. Batalha and Katy Chubb and Richard Freedman and Iouli E. Gordon and Robert R. Gamache and Robert J. Hargreaves and Nikole K. Lewis and Jonathan Tennyson and Sergei N. Yurchenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.03056},
year = {2024}
}
备注
13 pages, 6 figures