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恒星吸收线中心至边缘变化对系外行星透射光谱观测的影响

DOI：10.1051/0004-6361/201630144 期刊：Astronomy & Astrophysics 出版年份：2017 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 凌日光谱法是系外行星大气特征研究中最常用的技术之一。该技术通过比较行星凌日过程中观测到的恒星谱线变化，用于探测系外行星大气中的电离态和中性物质。由于行星在凌日时会经过恒星盘面的不同区域，导致恒星谱线深度发生变化，因此恒星盘面中心至边缘（CLV）的谱线变化效应是透射光谱分析中的重要影响因素。我们重新分析了HARPS光谱仪获取的HD 189733b凌日数据以研究凌日期间的CLV效应，由此获得的钠D线透射光变曲线清晰呈现了该效应的特征印记。通过一维非局部热动平衡恒星光谱模型模拟CLV效应并进行校正后，HD 189733b大气中钠吸收线的测量结果更为精确。我们将该行星与HD 209458b的CLV效应进行对比，发现这两个基准行星系统的CLV效应存在差异，这归因于它们不同的恒星有效温度和凌日冲击参数。进一步研究发现：通常有效温度较低的恒星会表现出更强的CLV效应，且其CLV特征覆盖相对较宽的波长范围；凌日冲击参数(b)描述了行星在恒星盘面上的运行轨迹，从而决定了CLV效应的实际表现形式。我们引入了b参数图来描述CLV效应随不同冲击参数的变化规律。随着观测精度的提升，在利用凌日光谱法进行系外行星大气特征研究时，必须对CLV效应进行精细建模与校正。
作者： F. Yan，E. Pallé，R. A. E. Fosbury，M. G. Petr-Gotzens，Th. Henning
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究恒星吸收线中心至边缘变化（CLV）对系外行星透射光谱观测的影响，并通过校正CLV效应来提高对HD 189733b大气中钠i吸收的测量精度。

研究成果

CLV效应对于利用凌日光谱法进行物种探测和物理条件测定至关重要。随着观测精度的提高，在系外行星大气特征分析中必须对CLV效应进行精细建模与校正。未来需要改进CLV模型，包括采用三维恒星模型以及针对极低有效温度恒星的优化建模。

研究不足

该研究未在CLV模型中纳入罗斯特-麦克劳克林效应和行星轨道速度效应，这可能会给观测到的透射光变曲线引入额外噪声。建?；谝晃蔷植咳榷胶夂阈枪馄啄Ｐ停捎萌Ｐ筒⑼咨拼矸蔷植咳榷胶庑в苫竦酶返慕峁?。

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