地球与木星的凌星光谱
地球与行星天体物理
2015-06-22 v1
摘要
近年来，人们已对 HD 189733b 等“热木星”的凌星现象进行了多次观测，并通过建模推导了其大气结构和成分。随着测量技术的进步，GJ 1214b 等“超级地球”的凌星光谱约束得更好，使得此类行星的大气模型拟合也成为可能。虽然目前尚无法约束地球这类小型行星或木星这类冷行星的大气状态，但这在未来几十年内可能变得切实可行；若如此，确定我们能从此类测量中推断出什么信息便具有重要意义。在此，我们构建了太阳系行星在 0.4 至 15.5 微米波段的大气模型，这些模型与地基及卫星观测结果一致，并据此计算了位于数光年之外的“远程观测者”所能观测到的主凌星和次食光谱（相对于太阳和典型的 M 型矮星）。利用这些光谱，我们测试了当前的反演模型可能对其大气做出的推断，并将这些推断与“真实情况”进行比较，以评估：a) 凌星光谱观测中固有的不确定性；b) 主凌星光谱与次食光谱的相对优劣；以及 c) 直接成像光谱的优势。我们发现，次食无法提供足够的信息，而主凌星能给出更佳的测定结果。我们发现，木星凌越太阳的单次凌星事件潜在地可用于确定温度和平流层成分，但对于地球，只有当其环绕一颗 M 型矮星运行时，才能确定其平均大气成分。对于这两颗行星，我们指出，若能充分抑制母恒星的星光，直接成像是确定此类行星大气性质的最佳方法。
引用
@article{arxiv.1408.3914,
title = {The Transit Spectra of Earth and Jupiter},
author = {Patrick G. J. Irwin and Joanna K. Barstow and Neil E. Bowles and Leigh N. Fletcher and Suzanne Aigrain and Jae-Min Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.3914},
year = {2015}
}