超冷矮星的统一前向建模分析. I. 方法与基准检验

我们提出一个使用贝叶斯推断工具Starfish和无云Sonora-Bobcat模型大气的前向建模框架，用于分析T矮星的低分辨率($R\approx80-250$)近红外($1.0-2.5$ $\mu$m)光谱。我们的方法推断有效温度、表面重力、金属丰度、半径和质量，并通过考虑模型插值的不确定性以及由仪器效应和建模系统误差导致的相关残差，产生比传统（基于$\chi^2$的）光谱拟合分析更真实的参数后验。我们通过拟合模型大气自身来验证框架，发现推导参数与输入参数间偏移可忽略。我们将方法应用于三个著名基准晚-T矮星HD 3651B、GJ 570D和Ross 458C，同时使用太阳与非太阳金属丰度大气模型。我们还利用这些基准的光度亮度、其主星年龄与金属丰度以及Sonora-Bobcat演化模型推导其物理性质。假设基于演化的参数更稳健，我们发现基于大气的前向建模分析产生两种结果。对于HD 3615B和GJ 570D，光谱拟合给出准确的 $T_{\rm eff}$ 和 $R$ 但低估了 $\log{g}$（约 $1.2$ dex）和 $Z$（约 $0.35$ dex），可能源于钾线轮廓建模的系统误差。对于Ross 458C，光谱拟合给出准确的 $\log{g}$ 和 $Z$ 但高估了 $T_{\rm eff}$（约 $120$ K）并低估了 $R$（约 $1.6\times$），可能因为我们的模型大气缺少云、减小的垂直温度梯度或化学非平衡过程。最后，这些基准的光谱推断质量均被严重低估。