面向 JWST 系外行星光谱分析：识别棘手的模型参数
地球与行星天体物理
2017-11-29 v1
摘要
鉴于詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）即将发射，将以前所未有的信噪比、光谱覆盖范围和空间分辨率观测系外行星大气，用于解释数据的模型不确定性亟需评估。作为第一步，我们比较了三个独立的一维辐射-对流模型：ATMO、Exo-REM 和 petitCODE。借助我们开发的基准测试协议，我们识别了各模型所考虑的物理和化学过程差异，并研究了这些差异对可观测光谱分析的影响。我们展示了审慎选择相关分子线表以计算大气不透明度的重要性。事实上，使用 Hitran 和 ExoMol 计算的光谱之间的差异超过了未来 JWST 观测的预期不确定性。我们还展示了由于碱金属和分子线形的不确定性导致的模型精度限制，这些不确定性引起的光谱效应也大于 JWST 的预期不确定性。我们比较了两个化学模型 Exo-REM 和 Venot Chemical Code，它们并未导致发射或透射光谱出现显著差异。我们讨论了使用平衡态或非平衡态化学的观测后果，以及 JWST 可探测的磷化氢的重大影响。每个模型都从此次基准测试活动中受益并得到了更新。本文开发的协议及在线结果可作为其他模型的测试案例。
引用
@article{arxiv.1710.08235,
title = {Toward the analysis of JWST exoplanet spectra: Identifying troublesome model parameters},
author = {Jean-Loup Baudino and Paul Molliere and Olivia Venot and Pascal Tremblin and Bruno Bezard and Pierre-Olivier Lagage},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.08235},
year = {2017}
}
备注
36 pages, 30 figures, accepted by ApJ