TRIDENT：用于系外行星透射光谱的快速三维辐射转移模型

透射光谱是用于探测系外行星大气温度、成分和云性质的首要方法之一。近期研究表明，系外行星大气的多维特性——源于昼夜过渡及晨昏终止带之间的不均匀性——可强烈影响透射光谱。然而，三维辐射转移技术的计算需求阻碍了其在大气反演中的使用。本文介绍 TRIDENT，一种新型三维辐射转移模型，可快速计算具有昼夜、晨昏及温度、化学丰度和云性质垂直变化的系外行星大气透射光谱。我们还推导了考虑三维大气、折射、多次散射、凌星进出、掠凌、恒星非均匀性和夜侧热辐射的透射光谱通用方程。在介绍 TRIDENT 基于线性代数的三维辐射转移方法后，我们提出了三维温度和丰度分布及三维云的新参数化方案。我们表明多维透射光谱呈现两个显著观测特征：(i) 昼夜成分梯度改变吸收特征的相对振幅；(ii) 晨昏成分梯度扭曲吸收特征的峰翼对比度。最后，我们证明这些多维大气特征相较于一维模型产生 >100 ppm 的残差，使其有可能被 JWST 探测到。TRIDENT 的快速辐射转移结合参数化多维大气，解锁了三维大气反演的最后一道障碍。