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变革之风:从高分辨率光谱反演系外行星大气风场

地球与行星天体物理 2020-01-22 v1

摘要

背景。近年来系外行星大气已被广泛研究,利用数值模型从数据中反演化学成分、动力环流或温度。透射观测的最佳探针之一是钠双线,因其大截面。然而,对行星钠线形状的建模已被证明具有挑战性。文献中采用了具有不同大气假设的模型来拟合这些谱线,但亟需对不同模型进行统计严谨的直接比较以厘清图景。目的。我们将比较不同的风场与温度模式,并提供一个由其对热木星 HD 189733b 钠透射光谱最佳拟合驱动的工具以区分它们。我们对文献中已检验的不同可能风场模式进行参数化,并引入向上驱动的垂直风这一新选项。方法。我们构建了一个前向模型,将风速、风几何与温度注入透射光谱的计算中。我们将该前向模型嵌入嵌套采样反演代码中,通过其贝叶斯证据对模型排序。结果。我们反演出 HD 189733b 数据在高于 10610^{-6} bar 高度处的最佳拟合为垂直向上风 vver(mean)=40±4|\vec{v}_{\mathrm{ver}}(\mathrm{mean})|=40\pm4 km/s。基于当前 HARPS 的数据,我们无法区分更高压强大气层的风场模式。结论。我们表明高层大气中的垂直向上风是热木星宽钠特征的一种可能解释。我们强调了双线宽度的其他影响因素,并探讨作用于低层大气的强磁场作为所反演风速的一个可能起源。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.02787,
  title  = {Wind of Change: retrieving exoplanet atmospheric winds from high-resolution spectroscopy},
  author = {J. V. Seidel and D. Ehrenreich and L. Pino and V. Bourrier and B. Lavie and R. Allart and A. Wyttenbach and C. Lovis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.02787},
  year   = {2020}
}

备注

17 pages, 30 figures, accepted for publication in Astronomy & Astrophysics (04.12.2019)