系外行星反演中化学廓线更复杂描述的探索：一种两层参数化方法

当前最先进的系外行星大气光谱反演模型假设化学廓线随高度恒定。这一假设由现有数据集的信息量所佐证，在大多数情况下，其无法约束分子丰度随压强的变化。在下一代望远镜的背景下，对化学廓线更精确的描述可能成为解释观测和获得大气物理新见解的关键。我们在此探索从透射光谱反演压强依赖的化学廓线的可能性，且在反演中不注入任何来自理论化学模型的先验。本文提出的“两层”参数化允许在某一大气压强之上和之下独立提取分子丰度。通过模拟多种情形，我们证明这种从恒定化学丰度的演进是由未来空间仪器所提供光谱的信息量所支持的。与传统反演模型的比较表明，对化学廓线所作的假设可能显著影响反演参数（如大气温度），并证明我们在此对该问题的关注是合理的。我们发现两层反演能准确捕捉垂直化学廓线中的不连续性，这可能由非平衡过程（如光化学）或云/霾的存在引起。两层反演还可通过探索气相化学变化与凝聚相出现压强之间的相关性，帮助约束云和霾的成分。因此，本文提出的两层反演代表了我们从未来观测分析中约束理论化学模型及云/霾成分能力的重要进步。