Spectropolarimetric signatures of Earth-like extrasolar planets
我们提出的通量（辐照度），F，和偏振度（即偏振总通量的比率），P，被反射的光的类地太阳系外行星绕太阳型恒星，作为波长的函数（从0.3到1.0微米，0.001微米的光谱分辨率）和行星相位角的函数的数值模拟结果。我们为我们的模型行星使用不同的表面覆盖，包括植被和菲涅尔反射海洋，以及清晰和多云的大气。我们的加法加倍辐射转移算法，它完全包括多重散射和偏振，处理水平均匀的行星，我们模拟通量和水平不均匀的行星均匀的行星加权结果的偏振。与通量F一样，反射星光的偏振度P强烈依赖于相位角、行星大气的组成和结构、下垫面的反射特性以及波长，特别是在具有气体吸收带的波长区域。P对行星物理性质的敏感性似乎与F不同。因此，将通量与偏振观测相结合，可以成为描述太阳系外行星的强大工具。计算的总通量和偏振通量将通过CDS提供。
2007-07-26 astro-ph
Infrared radiation from an extrasolar planet
一类太阳系外的巨行星--所谓的“热行星”--在距离其主星0.05天文单位的轨道上运行。这些行星应该很热，因此会发出可探测到的红外辐射。行星HD 209458 b是探测和表征这种红外线的理想候选者，因为它被恒星遮住了。这颗行星的半径非常大（是木星的1.35倍），这可能是持续的潮汐耗散的结果，但这个解释需要一个非零的轨道离心率（~0.03），通过与假设的第二颗行星的相互作用来维持。在这里，我们报告检测红外（24微米）辐射从HD 209458 b，通过观察减少流量在二次日食，当行星通过后面的恒星。这颗行星的24微米通量为55 +/- 10 micro-Jy（1 sigma），亮度温度为1130 +/- 150开尔文，证实了恒星辐射的预测加热。二次日食发生在行星在恒星前方的凌日之间的中点（在+/- 7分，1西格玛之内），这意味着动力学上显著的轨道偏心率是不可能的。
2005-03-24 astro-ph
Water vapour in the atmosphere of a transiting extrasolar planet
在太阳系外的巨型行星（热行星）的大气中，水被预测是仅次于氢的最丰富的分子种类之一。在这里，我们报告了最近对热木星HD 189733 b的观测结果的分析，该行星在凌日期间从其母星前面经过。我们发现，水蒸气的吸收是最有可能的原因，波长依赖的变化，在红外波长3.6，5.8和8微米的行星的有效半径。在可见光波段观测到的较大有效半径可能是由于恒星的变化或云/雾的存在。我们解释了最近的热红外观测的行星在二次过境背后的恒星，报告没有检测到水的HD 189733 b，作为一个结果的近等温垂直剖面的行星。我们的研究结果表明，水是可检测的太阳系外行星使用的主要过境技术，红外线应该是一个更好的波长区域比可见光，这样的搜索。
2007-07-20 astro-ph
Hot Nights on Extrasolar Planets: Mid-IR Phase Variations of Hot Jupiters
本文介绍了斯皮策空间望远镜对三个短周期太阳系外行星系统HD 209458、HD 179949和51 Peg的中红外位相变化的观测结果。我们在每个行星轨道的八个阶段收集了多个波段的IRAC图像。我们发现，相对测光的不确定性，从一个时代到下一个显着大于光子计数误差在3.6微米和4.5微米。我们能够在这些波长的相位变化上仅放置2%的2-sigma上限。在8微米处，历元到历元的系统不确定性与光子计数噪声相当，我们检测到HD 179949的相位函数，该相位函数与行星的轨道同相，相对峰谷振幅为0.00141（33）。假设HD 179949 b的半径为R_J < R_p < 1.2R_J，则在1-sigma水平下，它必须将小于21%的入射恒星能量再循环到其夜面（其中50%表示完全再循环）。如果这颗行星有一个小的邦德轨道，它的质量必须小于2.4 M_J（1-sigma）。我们没有检测到其他两个系统的相位变化，但我们设置了以下2-sigma上限：51 Peg为0.0007，HD 209458为0.0015。由于它的边缘上的配置，HD 209458的上限翻译，与适当的假设债券债券，到一个下限的再循环发生在行星的大气。HD 209458 b必须将至少32%的入射恒星能量再循环到其夜面，在1-sigma水平，这与其他限制从8微米的二次日食深度和低光学反射深度再循环的限制一致。这些数据表明，不同的热木星行星…
2007-06-19 astro-ph
HD 179949b: A Close Orbiting Extrasolar Giant Planet with a stratosphere?
我们已经进行了一项搜索，以寻找2.14微米的光谱特征的近轨道太阳系外的巨大行星，HD 179949 b。高节奏的时间序列光谱，获得了与CRIRES摄谱仪在VLT 1的两个紧密分开的夜晚。去卷积产生的光谱分布与平均信噪比为几千，使近红外对比度预测的HD 179949系统实现。最近的模型预测，由于TiO和VO的存在，最热的行星可能会在发射中表现出光谱特征，这可能是大气层中温度反演高的原因。我们已经使用了我们的相位依赖的轨道模型和层析成像技术来搜索的行星签名的假设下的吸收线为主的大气光谱，其中T和V是从大气模型耗尽，和发射线为主的光谱，其中TiO和VO是本。在这两种情况下，我们都没有探测到行星，但我们的观测所覆盖的2.120 - 2.174微米波长区域使最深的近红外线极限能够被放置在任何近轨道太阳系外巨行星系统的行星/恒星对比度上。在HD 179949 b中，当对比度为F_p/F_* ~ 1/3350时，我们可以排除吸收不透明度占主导地位的大气的存在，置信度为99%。
2008-06-02 astro-ph
Identification of Absorption Features in an Extrasolar Planet Atmosphere
通过将行星的透射光谱模型与Knutson等人（2007年）发表的最新多波长日食深度测量（从0.3到1微米）进行比较，确定了HD 209458 b大气中的水吸收。一个无云的模型，其中包括太阳丰度，雨出的冷凝物，钠和钾的光电离是在良好的协议与整个套日食深度测量从紫外到近红外。约束被放置在冷凝物去除重力沉降，散装金属丰度，和吸收恒星通量的重新分配。还与Charbonneau等人（2002）的钠测量进行了比较。
2007-04-09 astro-ph
Using Notch-Filter Masks for High Contrast Imaging of Extrasolar Planets
我们提出了第一个实验室实验，使用陷波滤波器掩模，日冕图像掩模，可以产生无限的动态范围在一个理想的Lyot日冕根据标量衍射理论。我们使用电子束光刻机制造了第一个具有0.25 $\micron$精度的陷波滤波器掩模原型。我们最初的光学测试表明，原型掩模在3 $λ/D$下产生10 $^{-5}$的对比度水平，在$\sim 8λ/D$下产生10 $^{-6}$的对比度水平，吞吐量为27%。我们推测在哈勃太空望远镜中这样一个面具的“原样”性能。
2004-02-27 astro-ph
Six White Dwarfs with Circumstellar Silicates
斯皮策太空望远镜的光谱揭示了围绕六颗外部污染的白矮星运行的星周尘埃中10微米的硅酸盐发射。具有橄榄石化学计量比的100毫米大小的玻璃可以解释延伸到12微米的独特宽翼;这些颗粒可能是由小行星的潮汐破坏产生的。红外PAH特征的缺乏与太阳系外岩石行星由贫碳固体组成的情况一致。
2008-11-11 astro-ph
Strong Infrared Emission from the Extrasolar Planet HD189733b
我们报告检测到强烈的红外热辐射附近（d=19秒差距）凌日系外行星HD 189733 b，通过测量其突出的二次日食期间的流量递减。使用斯皮策的红外光谱仪在16微米的峰值成像模式下进行的6小时测光序列显示，二次日食的深度为0.551 +/-0.030%，精度受到仪器基线不确定性的限制，但探测精度为32-sigma（0.017%）。这颗行星的16微米亮温（1117+/-42K）与斯皮策望远镜对TrES-1和HD 209458 b的观测非常相似，但观测到的行星通量（660微焦耳）要高出一个数量级。这个巨大的信号将允许在红外线中详细描述这颗行星。我们的测光有足够的信号噪声（~400每点），以激励在日食曲线的入口/出口部分的结构，由行星盘上的假定热结构引起的搜索。我们表明，通过将我们的6秒采样降低到6分钟的分辨率，我们检测到由于行星的整体形状在入口/出口期间的强度导数的调制，但我们的灵敏度还不足以区分整个行星盘的温度分布的现实模型。我们指出的潜力扩展斯皮策二次日食探测到制度的过境热海王星，如果这样的系统中发现附近的低主序星。
2006-02-20 astro-ph
The phase-dependent Infrared brightness of the extrasolar planet upsilon Andromedae b
仙女座上的恒星被三颗已知的行星环绕，其中最里面的一颗的轨道周期为4.617天，质量至少是木星的0.69。这颗行星离它的主星足够近，它吸收的辐射抵消了它内部的热量损失。在这里，我们提出了这个系统的24微米光变曲线，获得了斯皮策太空望远镜。它显示了最内侧行星轨道运动的明显相位变化。这是第一次证明这样的行星具有明显的热亚恒星（白天）和冷反恒星（夜晚）的面孔。
2006-10-17 astro-ph
Theoretical Interpretation of the Measurements of the Secondary Eclipses of TrES-1 and HD209458b
我们计算了行星-恒星通量密度比作为从0.5微米到25微米的波长函数的凌日系外巨行星TrES-1和HD209458 b，并将它们与最近斯皮策/IRAC-MIPS在4.5，8.0和24微米波段的次级日食数据进行比较。由于只有三个数据点和一般的校准问题，很难得出详细的结论，但可以对大气成分，温度和全球环流进行推断。我们的模型相当好地再现了观测结果，但并不完美，我们推测了基线模型周围变化的理论后果。一个初步的结论是，我们可能会在数据中看到，一颗太阳系外巨行星的白天在中红外线下比它的夜晚更亮，不像木星和土星。当获得其他斯皮策波段的预期数据时，将进一步测试这种对应关系，我们对这些数据可能显示的内容进行预测。
2005-03-23 astro-ph
On the Flux of Extra-Solar Dust in Earth's Atmosphere
微米大小的太阳系外尘埃颗粒已经被卫星令人信服地探测到。较大的太阳系外流星体（5-35微米）很可能是由阿雷西博和新西兰的地面雷达探测到的。我们目前估计的最小可探测的颗粒尺寸和收集区域的两个雷达系统。我们发现，大于10微米的粒子可以通过星际介质传播数十秒差距，开辟了地面雷达系统可以探测AGB星，年轻的恒星物体，如金牛座T星，以及织女星周围的碎片盘的可能性。我们提供的情况下，与木星质量的行星相互作用的碎片盘的喷射速度的分析和数值估计。我们提供了对所有三类来源的大型微流星体通量的粗略估计。目前的雷达系统不太可能探测到大量的流星从碎片盘，如β Picture。然而，我们建议改进雷达系统，应该允许检测所有三类的多个例子。
2003-09-29 astro-ph
Reflected Spectra and Albedos of Extrasolar Giant Planets I: Clear and Cloudy Atmospheres
太阳系外巨行星的反射光谱主要受到瑞利散射、分子吸收和大气凝聚的影响。我们提出了模型几何的相位积分谱和债券的质量在0.8和70木星质量的行星和褐矮星。瑞利散射在蓝色中占主导地位，而分子吸收去除了大多数红色和红外光子。因此，在有效温度超过约400 K的巨行星上发现的无云大气在超过0.6微米的反射光中非常暗。在较冷的大气中，首先是水云，然后是其他凝结物，形成明亮的反射层。只有大气层混浊的行星才能在超过1微米的反射光下被探测到。对于具有清晰大气层的温暖物体，热发射在近红外中占主导地位。然而，这里没有考虑的其他凝聚物的存在，可能会使一些行星在反射的近红外线下变亮，而在蓝色和紫外线下变暗。总反射功率与入射功率的比值，对一次波的光谱类型很敏感。早型星入射的光子大部分会被瑞利散射，而晚型星入射的光子大部分会被吸收。因此，一个给定行星的邦德半径范围可能从0.4到0.05，取决于主要类型。水云的凝结使给定行星的邦德引力增加了两倍。多云行星的光谱受到云的微物理性质的强烈影响，特别是颗粒大小和过饱和度。邦德和几何学上的双弧对行星质量和有效温度的变化相对不太敏感。
1998-10-06 astro-ph
A New Pupil for Detecting Extrasolar Planets
光学探测类地行星的挑战是行星与其主星之间25等的亮度对比。本文介绍了一种新的光瞳设计，产生一个非常黑暗的零沿其对称轴。通过改变瞳孔的形状，我们可以控制这个零点的深度和位置。通过将该光瞳与屋顶零陷器或猫眼零陷器和孔径光阑组合，可以进一步增强该零陷。光学系统的性能将受到镜面缺陷的限制。如果恒星成像与零，然后我们可以描述这些缺陷，然后纠正他们与变形镜。在6 $\times$ 10米空间望远镜上部署的全光学系统能够在20秒差距内探测到恒星周围的类地行星。对于一颗围绕附近恒星（10秒差距）的类地行星，望远镜可以通过测量0.3 - 1.3微米范围内的谱线来描述其大气层的特征。
2001-01-09 astro-ph
A new Search for Carbon Monoxide Absorption in the Transmission Spectrum of the Extrasolar Planet HD 209458b
我们重新审视了太阳系外行星HD 209458 b凌日期间传输中一氧化碳吸收特征的研究。我们获得了1077个高分辨率光谱在2微米使用NIRSPEC凯克II在三个过境。我们的灵敏度是足够的测试在过境期间的第一泛音带中的CO吸收的程度，基于可信的模型的行星大气。我们比较理论的切线几何吸收光谱，计算通过增加高度不变的特设温度扰动的模型大气Sudarsky等人，并将云高作为可调参数。我们没有检测到CO吸收。我们的分析表明，类似钠的情况下，削弱，这表明一个一般的掩蔽机制是在工作中的行星大气。如果这种遮蔽是由高云提供的，我们的分析定义了最大云顶压力（即，最小高度）作为模型大气温度的函数。对于Charbonneau等人使用的相对较热的模型来解释他们的钠检测，我们的CO限制要求云顶等于或高于3.3毫巴，并且这些云必须在2微米波长处不透明。由亚微米级颗粒组成的高云已经存在于一些模型中，但可能无法提供足够的不透明度来解释我们的CO结果。较冷的模式大气，具有较小的大气尺度高度和较低的CO混合比，可以在一定程度上缓解这个问题。然而，即使是Sudarsky等人的500K模型，也需要100毫巴以上的云才能与我们的观测结果一致。因此，我们的零结果要求云存在于HD 209458 b的大气层中，除非这颗行星比目前的看法冷得多。
2004-12-16 astro-ph
Methane present in an extrasolar planet atmosphere
行星外大气中存在的分子预计会强烈影响大气辐射平衡，跟踪动力学和化学过程，并表明存在不平衡效应。由于分子有可能揭示系外行星的大气条件和化学性质，因此寻找它们是一个高度优先事项。水、一氧化碳和甲烷的旋转振动过渡带被认为是热木星行星中非连续不透明度的主要来源。由于这些波段在波长上重叠，并且它们的相应特征很弱，因此决定性的识别需要精确的红外光谱。在这里，我们报告了行星HD 189733 b的近红外透射光谱，显示甲烷的存在。此外，在1.9微米处的水蒸气带证实了最近在该物体中存在水的说法。在热化学的基础上，一氧化碳预计在热木星系外行星的高层大气中丰富;因此，在这样一颗热行星上检测到甲烷而不是一氧化碳，可能意味着远离永久白昼的水平化学梯度的存在，或者它可能意味着一种不理解的光化学机制，导致甲烷的增强。
2008-02-07 astro-ph
MMT/AO 5 micron Imaging Constraints on the Existence of Giant Planets Orbiting Fomalhaut at ~13-40 AU
最近，Kalas等人（2008年）使用HST/ACS在距离附近（d = 7.7 pc）年轻（约2亿年）的A2 V恒星北落师门12.7”（96 AU）处拍摄了一颗质量小于3木星的太阳系外行星。在这里，我们报告的结果从M波段（4.8微米）的北落师门在2006年12月5日使用克里奥红外成像仪的6.5米MMT与自适应次镜成像。我们的图像对轨道半径与外太阳系（~5-40 AU）相当的巨行星很敏感。将我们的5-sigma M波段光度极限与亚恒星天体的理论演化轨道进行比较，我们的结果排除了质量大于2木星质量的行星的存在，从~13-40 AU和质量大于13木星质量的天体从~8-40 AU。
2008-11-17 astro-ph
A Search for CO Absorption in the Transmission Spectrum of HD 209458b
我们用凯克II望远镜上的NIRSPEC摄谱仪观测了一颗太阳系外行星HD 209458b的凌日。使用时间序列的低噪声观测波长范围为2.0微米至2.5微米，我们寻找额外的吸收，从第一泛音旋转振动带附近的CO 2.3微米。这一点没有被探测到，探测极限是无法测试行星大气的简单模型的3倍。在较好的天气条件下，通过观测以恒星子午线为中心的凌日，可以大大提高CO光谱特征的可探测性。由于在更好的情况下进行类似的观察似乎可能会成功，我们详细描述了我们的分析程序。
2002-05-15 astro-ph
Transit and secondary eclipse photometry in the near-infrared
凌日系外行星的近红外测光具有重要的科学价值。然而，要达到必要的毫米级精度并不容易。在这里，我们报告我们试图观察凌日和日食的几个太阳系外行星在2.2微米。在OGLE-TR-113 b上使用ESO新技术望远镜上的SOFI近红外相机获得了最佳结果。它的K波段凌日显示出非常平坦的底部，表明恒星边缘变暗较低。二次日食测光导致了一个正式的3西格玛检测，但残留的系统影响，使这种检测相当不确定。
2007-05-02 astro-ph
Can We Probe the Atmospheric Composition of an Extrasolar Planet from its Reflection Spectrum in a High-Magnification Microlensing Event?
我们重新审视了在背景恒星穿过前景双星透镜的焦散线时探测太阳系外行星的可能性。在这样的事件中，行星的通量可以放大100倍或更多。行星的可探测性很大程度上取决于其轨道相对于焦散线的方向。如果源星位于焦散区，那么在母星放大的光通量下，探测这颗穿过焦散区的行星是很困难的。在更有利的配置中，当行星穿过焦散线时，当恒星在焦散线区域之外时，在距离8 kpc处围绕类太阳恒星的近距离类彗星行星可以在8分钟积分中被10米望远镜检测到，最大信噪比约为15，相位角约为10度。在这个例子中，我们进一步发现，甲烷的存在，在木星中的测量丰度，和/或水，钠和钾，在理论大气模型中预期的丰度接近彗星，可以推断出从没有检测到行星在0.6-1.4微米的强宽吸收带由这些化合物引起，伴随着S/N~10检测在相邻波段。我们的结论是，未来几代的大型望远镜可能能够探测遥远的太阳系外行星的大气成分。
2005-06-17 astro-ph
High Contrast L' Band Adaptive Optics Imaging to Detect Extrasolar Planets
我们正在进行一项调查，在中红外L'和M波段（分别为3.8和4.8微米），使用带有MMT望远镜上的自适应光学系统的Clio相机，在附近的中等年龄恒星周围寻找巨大的太阳系外行星。到目前为止，我们已经观测到了总共50颗恒星中的7颗，包括GJ 450（距离约8.55pc，年龄约10亿年，没有发现真正的同伴），我们在这里使用它作为我们的例子。我们报告的方法，我们用来获得极高的对比度成像L '，我们已经获得的性能。我们发现，随着时间的推移，相对于望远镜跟踪它与地平座天体的旋转可以是一个强大的工具，用于减去望远镜相关的恒星晕文物和探测明亮的恒星附近的行星。我们已经进行了彻底的蒙特卡罗模拟，证明我们有能力探测到小到6个木星质量的行星围绕GJ 450。将科学数据集划分为两个独立的部分，需要在两个部分上检测同伴才能被识别为真实的，这在该模拟中检测同伴方面发挥了至关重要的作用。我们还提到我们发现了一个以前未知的暗淡的恒星伴星，我们的另一个调查目标，HD 133002。后续需要确认这是一个物理伴侣，并确定其物理特性。
2006-06-19 astro-ph
The 3.6-8.0 Micron Broadband Emission Spectrum of HD 209458b: Evidence for an Atmospheric Temperature Inversion
我们使用斯皮策太空望远镜上的红外阵列相机（IRAC）估计了太阳系外行星HD 209458 b在3.6，4.5，5.8和8.0微米处的带通集成热辐射的强度。我们在所有四个带通中同时观测到一次二次日食，并发现相对日食深度分别为0.00094 +/- 0.00009、0.00213 +/- 0.00015、0.00301 +/- 0.00043和0.00240 +/- 0.00026。这些日食深度揭示了推断出的行星发射光谱的形状与标准大气模型的预测有很大的不同;相反，最合理的解释是在大气层中存在一个逆温层，导致在4.5和5.8微米的带通中有大量的水排放。这是第一次清楚地表明在热木星的大气层中存在这样的逆温层，因为以前对其他行星的观测似乎与没有这种逆温层的模型的预测相当吻合。
2007-09-25 astro-ph
Strong Limits on the Infrared Spectrum of HD 209458 b Near 2.2 Micron
我们提出了一个简短的总结观测凌日系外行星，HD 209458 b，旨在检测二次日食。我们采用了“掩星光谱学”方法，在混合光（恒星和行星）中寻找行星在经过恒星后面和重新出现时所产生的微弱红外光谱特征的消失和重现。我们已经在2.2微米（由CO和H2O吸收带定义）附近寻找了一个连续峰，正如某些行星大气模型所预测的那样，该连续峰大约是恒星通量的6 E-4，但在大约3E-4的恒星通量水平上没有检测到这样的峰。我们的研究结果代表了迄今为止对行星红外光谱的最强限制，并对理解行星大气具有重要意义。
2003-11-03 astro-ph
A map of the day-night contrast of the extrasolar planet HD 189733b
“热木星”系外行星被认为是潮汐锁定的，因为它们离母恒星很近（<0.05天文单位，1天文单位是太阳与地球的平均距离），导致永久的昼面和夜面。通过观测行星和恒星周期性地相互食的系统，几个研究小组已经能够估计这些行星白昼的温度。一个关键的问题是大气层是否能够将入射到昼面的能量传输到夜面，这将决定行星表面不同点的温度。在这里，我们报告的观测HD 189733，最近的这些食行星系统，超过半个轨道周期，从中我们可以构建一个'地图'的温度分布。我们探测到当行星的向阳面旋转进入视野时亮度增加。我们估计在8微米波长处的最低亮度温度为973 +/- 33 K，最高亮度温度为1212 +/- 11 K，这表明来自照射的向阳面的能量在整个大气中有效地重新分配，与最近声称的另一个热木星相反。我们的数据表明，峰值半球积分亮度发生16 $\pm$ 6度之前的反对，对应于一个热点转移到东的亚恒星点。第二次日食（当行星移动到恒星后面时）发生的时间比预测的晚120 +/- 24秒，这可能表明轨道有点偏心。
2007-05-07 astro-ph
DARWIN - A Mission to Detect, and Search for Life on, Extrasolar Planets
太阳系外行星的发现是现代天文学最伟大的成就之一。探测到质量范围很广的行星表明存在低质量的太阳系外行星。在本文中，我们描述了一个任务，称为达尔文，其主要目标是搜索，并描述，类地太阳系外行星和生命的搜索。实现任务目标将需要跨学科的协作科学，包括天体物理学，行星科学，化学和微生物学。达尔文的设计是为了在中红外波长（6 - 20微米）下探测和分析类似于地球的岩石行星，在那里恒星和行星之间的对比度很高。基线任务持续5年，由大约200颗目标星组成。在这些行星系统中，有25到50个行星系统可以用光谱学方法研究，寻找诸如CO2、H2O、CH 4和O3等气体。建造达尔文所需的许多关键技术已经得到证明，其余技术估计将在不久的将来成熟。达尔文是一个使命，将点燃在研究界和更广泛的公众的强烈兴趣。
2008-05-13 astro-ph
Limits on the 2.2 microns contrast ratio of the close orbiting planet HD 189733b
我们在凯克II望远镜的近红外光谱仪NIRSPEC上进行了一个晚上的观测，获得了238个近轨道太阳系外巨行星HD 189733 b的光谱，分辨率为R ~ 15，000。我们在2.0 - 2.4微米范围内寻找了行星的吸收特征，在这一范围内，H_2O和CO可能是主要的大气不透明度。我们采用相位相关的轨道模型和层析成像技术来搜索合并的恒星和行星光谱中的行星吸收签名。因为潜在的吸收特征隐藏在每次曝光的噪声中，所以我们使用线的模型列表来应用光谱去卷积。所得的平均轮廓具有比单个线中发现的S/N比大20倍的S/N比。因此，我们的光谱时间序列产生平均S/N = 2720的光谱特征。在对比度为log_10（F_p/F_*）=-3.40时，我们无法探测到行星信号，置信度为63.8%。我们的研究结果与模型预测不一致，但模型预测与HD 189733的中红外观测结果非常吻合。1-sigma的结果比预测的2.185微米行星/恒星通量比log_10（F_p/F_*）~-3.16小1.7倍。
2007-08-31 astro-ph
Infrared Observations During the Secondary Eclipse of HD 209458b: I. 3.6-Micron Occultation Spectroscopy Using the VLT
我们寻找凌日系外行星HD 209458 b在次食期间的红外特征。我们的方法，我们称之为“掩星光谱学”，搜索由于系外行星在恒星后面经过并随后重新出现而导致的微弱光谱特征的消失和再现。我们认为，在最长的红外波长，这种技术变得更可取的传统的“过境光谱”。我们观察到的系统在机翼上的强大的nu-3波段的甲烷近3.6微米在两次日食，使用VLT/ISAAC光谱仪在光谱分辨率为3300。我们的分析，它利用了模型模板光谱，达到足够的精度，预计检测的光谱结构预测的辐射，低不透明度（无云），低CO2，热化学平衡模型的系外行星大气。然而，我们的观测没有证据表明系外行星存在这种光谱，未检测到的统计意义取决于二次日食的时间，这取决于轨道偏心率的假设值。我们的研究结果拒绝某些特定的模型的大气HD 209458 b不符合我们的观察在3西格玛水平，给定的恒星和行星参数的假设。
2002-10-29 astro-ph
Infrared Observations During the Secondary Eclipse of HD 209458 b II. Strong Limits on the Infrared Spectrum Near 2.2 Microns
我们报告的过境太阳系外行星，HD 209458 b，旨在检测二次日食的观测。我们采用了“掩星光谱学”方法，在混合光（恒星和行星）中寻找行星在经过恒星后面和重新出现时所产生的微弱红外光谱特征的消失和重现。我们的观测涵盖了两个预测的二次日食事件，我们获得了1036个单独的光谱的HD 209458系统使用SpeX仪器在美国宇航局IRTF在2001年9月。我们的光谱范围从1.9到4.2微米，光谱分辨率为1500。我们已经在2.2微米附近（由CO和水的吸收带引起）寻找了一个连续峰，正如某些行星大气模型所预测的那样，它大约是恒星通量的6 E-4，但是在大约3E-4的恒星通量水平上没有检测到这样的峰。我们的研究结果代表了迄今为止对行星红外光谱的最强限制，并对理解行星大气具有重要意义。特别是，一些模型，假设恒星辐射重新辐射完全在亚恒星半球预测通量峰值与我们的观察不一致。有几种物理机制可以提高与我们的观测结果的一致性，包括全球环流对热量的重新分配、近等温大气和/或高云的存在。
2003-07-15 astro-ph
A Spitzer Search for Water in the Transiting Exoplanet HD189733b
我们目前斯皮策太空望远镜观测太阳系外行星HD 189733 b的主要过境，同时获得在3.6和5.8微米的红外线阵列相机。系统参数，包括行星半径，恒星半径，和碰撞参量来自于在两个波长的过境光变曲线拟合。我们测量了两个一致的行星-恒星半径比，（Rp/Rs）[3.6 $μ$ m] = 0.1560 +/- 0.0008（stat）+/- 0.0002（syst）和（Rp/Rs）[5.8 $μ$ m] = 0.1541 +/- 0.0009（stat）+/- 0.0009（syst），其中包括凌日基线中的随机误差和系统误差。虽然行星半径的精确度为1%，但如果考虑到所有的不确定性，所产生的误差条仍然太大，无法检测到大气成分，如水蒸气。这说明需要用尽可能长的出凌基线观测多次凌日，以达到太阳系外巨行星透射光谱所需的精度。
2007-09-05 astro-ph
Phase light curves for extrasolar Jupiters and Saturns
我们预测了一个遥远的观察者将如何看到类似木星和土星的巨型行星在围绕中心恒星运行时的亮度变化。我们模拟了木星、土星和土星环的几何形状，以改变轨道和观测参数。行星和环在0.6-0.7微米波长处的散射特性遵循先锋号和旅行者号的观测结果，即行星是前向散射，环是后向散射。模拟了有环和无环行星的图像，并用于计算沿轨道变化的盘平均光度，即产生光变曲线。我们发现，木星和土星（没有环）的不同散射特性使它们的光变曲线形状有很大的不同。土星大小的光环使行星的视光度增加了2-3倍，适用于各种几何形状。光环产生不对称的光变曲线，与没有光环的行星的光变曲线不同。如果有行星的径向速度数据，环对光变曲线的影响可以与轨道偏心率的影响区分开来。在偏心轨道上的非环形行星产生的光变曲线的最大值相对于最大行星相位的位置移动。根据径向速度数据，移动的量限制了行星未知的轨道倾角，因此也限制了它的质量。结合径向速度数据和偏心轨道上的非环形行星的光变曲线，也可以用来限制行星的表面散射特性。为了总结我们的结果，在反射光的系外行星的可探测性，我们提出了一个图表的光变曲线振幅的非环形行星不同的偏心率，倾角，和观察者的观察方位角。
2004-06-17 astro-ph
A comprehensive examination of the Eps Eri system -- Verification of a 4 micron narrow-band high-contrast imaging approach for planet searches
由于其接近、年轻和类似太阳的特征，光谱类型为K2 V，Eps Eri是太阳系外行星背景下研究最广泛的系统之一。根据视向速度、天体测量和对它的拱星碎片盘结构的研究，文献中已经推断出它至少有两颗行星伴星（Eps Eri b，Eps Eri c）。这些方法中的一些还暗示了系统中存在其他同伴。在这里，我们提出了一种新的自适应光学辅助高对比度成像方法，利用有利的行星光谱能量分布在4微米，使用窄带角差分成像，以提供一个改进的对比度在小和中间的分离从恒星。我们使用这种方法来搜索轨道介于Eps Eri b（3.4 AU）和Eps Eri c（40 AU）之间的行星。详细描述了该方法，并讨论了与行星的可探测性有关的重要问题，如Eps Eri的年龄和间接测量的限制。没有发现伴星候选者为额外行星的质量提供了严格的上限。结合现有的动态和成像数据，我们排除了任何行星伴侣的存在超过3 Mjup在任何地方的Eps Eri系统。具体来说，关于可能的剩余线径向速度趋势，我们发现，如果系统年轻到2亿年，它不太可能对应于一个真正的物理伴星，而如果它老到8亿年，则允许半长轴范围在8.5和25 AU之间。
2008-07-02 astro-ph
Deep L' and M-band Imaging for Planets Around Vega and epsilon Eridani
我们已经获得了织女星和仙女座的深层自适应光学（AO）图像，以寻找行星质量的同伴。我们使用Clio在MMT上观察了L'（3.8微米）和M（4.8微米）波段，Clio是最近委托的成像仪，针对这些波长进行了优化。在这些长波长下进行观测，代表了对H波段（1.65微米）的偏离，H波段更常用于AO成像搜索太阳系外行星。长波长提供了更好的预测行星/恒星通量比和更干净（更高的Strehl）AO图像，代价是较低的衍射极限分辨率和较高的天空背景。我们还没有发现任何行星或行星候选人围绕织女星或仙女座。我们报告的敏感性获得的两颗恒星，这对应于任何行星的同伴可能存在的上限。我们的L'和M波段观测的灵敏度与这些恒星的最佳H区观测的灵敏度相当。我们的M波段观测提供了更好的灵敏度，以接近行星比任何以前发表的结果，我们表明，M波段是迄今为止最好的波长选择，尝试在地面上AO成像的已知行星EERi b。如果进行多个夜晚的观测活动，带有MMTAO的Clio相机本身可能能够在其2010年的apastron上探测到Eri b。Clio似乎是目前唯一存在的AO成像仪，具有探测Escheri b的现实可能性。
2008-07-24 astro-ph
A Precise Estimate of the Radius of the Exoplanet HD 149026b from Spitzer Photometry
我们介绍了斯皮策8微米凌日观测的太阳系外行星HD 149026 b。在这个波长下，凌日光变曲线受恒星边缘变暗的影响很小，因此可以更简单、更准确地测定行星的参数。我们测量了一个行星-恒星半径比为Rp/Rs = 0.05158 +/- 0.00077，结合地面数据和恒星质量和半径的独立约束，我们推导出轨道倾角i = 85.4 + 0.9/-0.8度，行星半径为Rp = 0.755 +/- 0.040 Rjup。这些测量结果进一步支持了该行星富含重元素的模型。
2008-11-13 astro-ph
A Precise Estimate of the Radius of HD 149026b
我们目前斯皮策8微米凌日观测的系外行星系统HD 149026。在这个波长下，凌日光变曲线受恒星边缘变暗的影响很小，因此可以更简单、更准确地测定行星的参数。我们测量了一颗行星与恒星的半径比R_p/R_s = 0.05158 +/-0.00077，结合地面数据和恒星质量和半径的独立约束，我们得到了一个轨道倾角i = 85.4 + 0.9/-0.8度。行星半径为0.755 +/- 0.040木星半径。这些测量结果进一步支持了该行星富含重元素的模型。
2008-07-08 astro-ph
Thermal Emission from Transiting Very-Hot Jupiters: Prospects for Ground-based Detection at Optical Wavelengths
极热彗星（VHJ）是指轨道周期短于三天的太阳系外行星。在低辐照度下，VHJ的有效辐照温度可达2500-3000 K。因此，来自VHJ的热发射在光学波长处可能很强。我们探讨了利用现有的地面望远镜探测二次日食期间光学波长热辐射的前景。我们发现OGLE-TR-56 b和OGLE-TR-132 b是最适合检测的候选者，并且在z '波段（~0.9微米）附近的前景最高。我们还推测，任何新发现的VHJ的轨道分离和宿主恒星参数的正确组合可以在光学热检测。缺乏探测仍然会限制行星的反辐射和再辐射因素。
2007-08-06 astro-ph
Prototyping coronagraphs for exoplanet characterization with SPHERE
用SPHERE（光谱偏振高对比度系外行星研究）探测和表征系外行星是一项挑战，特别是依赖于日冕仪衰减衍射星光的能力。SPHERE包括3台仪器，其中2台可以在0.95至1.8微米的近红外范围内同时操作。这一要求对于日冕测量是极其关键的。本文简要介绍了由法国巴黎天文台（LESIA）和法国尼斯大学（FIZEAU）组成的SPHERE联盟研制的两种日冕仪：半波片四象限相位掩模和变迹光瞳Lyot日冕仪的概念。然后，我们提出了对比度和灵敏度分析的测量。与技术规格的比较允许验证制造这些日冕仪的技术。
2008-07-04 astro-ph
A Spitzer Spectrum of the Exoplanet HD 189733b
本文报道了利用斯皮策太空望远镜上的红外光谱仪对凌日系外巨行星HD 189733 b的7.5-14.7微米光谱的测量结果。虽然观测只有12个小时的望远镜时间，但连续谱被很好地测量，在波长范围内的通量范围从0.6 mJy到1.8 mJy，或母星通量的0.49 +/- 0.02%。在整个波长范围内，所测量的部分通量的变化几乎是平坦的，并且与大多数大气模型的预测相反，没有显示出水或甲烷的显著吸收的迹象。具有强烈昼夜差异的模型似乎不受数据的青睐，这表明热量重新分配到地球的夜晚是非常有效的。
2007-02-19 astro-ph
Thermal Emission of Exoplanet XO-1b
我们估计太阳系外行星XO-1b与其宿主恒星XO-1在3.6、4.5、5.8和8.0微米处的通量比为0.00086 +/- 0.00007，0.00122 +/- 0.00009，0.00261 +/- 0.00031和0.00210 +/- 0.00029。通量是不一致的一个典型的无云模型的热辐射从一颗行星，并建议与逆温层和可能的平流层吸收剂的大气。一个新出现的相关性之间的逆温层的存在，在行星大气和恒星太阳辐射的行星（Burrows等人，2007年b）进行了改进。XO-1b母星的亚星点通量约为0.49 x 10^9 erg cm^-2 s^-1，为行星大气中逆温的发生设定了新的下限。
2008-05-16 astro-ph
Detection of a Temperature Inversion in the Broadband Infrared Emission Spectrum of TrES-4
我们使用斯皮策太空望远镜上的红外阵列相机（IRAC）估计太阳系外行星TrES-4在3.6，4.5，5.8和8.0微米处的带通集成热辐射的强度。在这四个带通中，我们发现相对食深分别为0.137 +/-0.011%、0.148 +/-0.016%、0.261 +/-0.059%和0.318 +/- 0.044%。我们还将2西格玛上限为0.37%的深度上的二次日食在16微米的IRS峰值阵列。这些日食深度揭示了TrES-4具有与HD 209458 b相似的发射光谱，这需要大气层中的逆温层产生的水发射带的存在，以解释观测到的特征。TrES-4比HD 209458 b接收到更多来自恒星的辐射，因此其有效温度也相应地更高，因此这颗行星大气层中存在逆温的现象支持了逆温可能与行星接收到的辐照度相关的观点。我们没有发现任何证据表明二次日食的时间有任何偏移，并将3 sigma的上限定为|生态系统（omega）|<0.0058其中e是行星的轨道偏心率，ω是近心辐角。由此我们得出结论，来自正在进行的轨道循环的潮汐加热不太可能是TrES-4膨胀半径的解释。
2008-09-30 astro-ph
On the Dayside Thermal Emission of Hot Jupiters
根据最近利用Spitzer-MIPS对HD209458 b二次食的24微米昼侧流量测量结果，讨论了HD209458 b的大气模型。此外，我们提出了一个修订后的二次日食IRTF上限为2.2微米，这对相邻的H2O吸收带深度的严格约束。这两个测量结果是互补的，因为它们都是由H2O吸收形成的，而且前者位于行星热发射光谱的维恩尾部，后者靠近热发射峰。各种各样的模型符合观测数据，证实了我们对热木星大气物理学的基本理解。虽然一系列的模型是可行的，一些模型在热端和冷端的合理温度范围可以排除。有一类先前未被考虑的热木星大气模型符合这些数据，它们的C/O >~ 1（就像木星可能有的那样），与C/O = 0.5的太阳丰度模型相比，它们的H2O明显不足。模型表明，HD 209458 b处于纯粹的原位再辐射和非常有效的热量再分布之间的中间状态;这需要仔细处理大气环流。我们讨论了未来与波长相关和与相位相关的观测将如何进一步限制大气环流体系。在短期内，对HD209458 b的额外计划测量，特别是斯皮策IRAC测光，应该会解除许多模型的简并性。多波长红外观测限制了热彗星的大气结构和环流特性，从而打开了定量太阳系外行星学的新篇章。
2005-04-08 astro-ph
Cloudy Atmosphere of the Extra-solar Planet HD189733b : A Possible Explanation of the Detected B-band Polarization
最近在太阳系外热巨行星HD 189733 b上探测到的线偏振峰值振幅是$10^{-4}$的几倍，比所有理论预测都高出一个数量级以上。虽然$H_2$和$He$的瑞利散射可能会在蓝波段产生$10^{-4}$量级的行星-恒星通量比，但它不能解释高偏振，除非行星有异常扩展的大气层。因此，它建议，高偏振应归因于在上层可见大气中的亚微米尺寸的尘埃颗粒的薄云的存在，这支持了在光学中几乎没有特征的透射光谱的观测发现，没有预期的碱性吸收功能的迹象。据发现，偏振观测允许一个小的偏心率的轨道，是预测从时间延迟的二次日食的行星。升交点的估计经度是$16^o\pm6$，有趣的是，它与观测推断的半球积分亮度峰值位置一致。
2008-07-11 astro-ph
A Ground-Based Search for Thermal Emission from the Exoplanet TrES-1
太阳系外行星系统为我们提供了一个了解太阳系外行星大气的重要窗口。通过测量二次日食的深度，当行星移动到恒星后面时，我们可以估计行星白天一侧的热辐射强度。实现这些日食之一的地面探测已被证明是一个重大的挑战，因为仪器吞吐量和大气视宁度和吸收的时间依赖性变化压倒了日食在红外波长的小信号。我们收集了一系列的凌日行星系统TrES-1和附近亮度相当的比较星的同步L棱镜光谱，使我们能够在原则上纠正这些影响。结合两次日食的数据，我们证明了0.15%的检测灵敏度在日食深度相对于恒星流量。这接近探测行星辐射所需的灵敏度，理论模型预测在我们的2.9-4.3微米带通中，行星辐射应该在恒星通量的0.05-0.1%之间。我们探讨的因素，最终限制这种技术的精度，并讨论未来改进的潜在途径。
2007-05-29 astro-ph
Near infrared spectroscopic search for the close orbiting planet HD 75289b
我们提出了一个搜索的近红外光谱特征的近轨道太阳系外的巨行星HD 75289 b。我们使用南双子座的凤凰光谱仪在2.18 - 2.19微米的波长范围内获得了约230个光谱。通过考虑直接光谱，来自照射模型大气，我们搜索的吸收轮廓签名存在于合并的恒星和行星的光。由于行星光谱是分离的恒星光谱在大多数阶段，我们应用相位相关的轨道模型和层析技术来搜索的吸收签名。由于吸收特征隐藏在单次曝光的噪声中，我们对可用的谱线应用多线反卷积，以提高数据的有效S/N比。80埃的波长覆盖范围预计将包含约100条行星线，使去卷积后能够实现信噪比约为800的平均线。然而，我们无法在数据中检测到行星的存在，并进行进一步的模拟，以表明更广泛的波长覆盖范围应该能够以99.9%（4 sigma）的置信度检测到像HD 75289 b这样的行星。我们调查我们的方法的灵敏度和估计观测和模型行星大气之间的不匹配的检测公差。
2007-05-02 astro-ph
The Integral Field Spectrograph of SPHERE: the Planet Finder for VLT
SPHERE是由法国，德国，意大利，瑞士和荷兰研究所与ESO合作设计和建造的仪器。该项目目前处于B阶段。SPHERE的主要目标是在直接探测非常接近明亮恒星的微弱天体，特别是巨大的太阳系外行星方面，比目前的VLT AO设施（NACO）至少提高一个数量级。除了高斯特列尔比，该仪器将被设计为减少中央明亮恒星的散射光，并减去残余的斑点晕。需要先进的后AO能力来提供最大的探测能力和可能的物理数据。积分场摄谱仪（IFS）是SPHERE设计中设想的三个科学通道之一，是一个非常低分辨率的摄谱仪（R~20），工作在近红外（0.95-1.35微米），这是地面探测行星特征的理想波长范围。它的目标是将散斑抑制到10^7的对比度，目标是10^8，同时在目标恒星附近约1. 5 x 1. 5弧秒^[2]的视场内提供光谱信息。在本文中，我们描述了IFS的整体设计理念。
2006-06-30 astro-ph
ExoPTF Science Uniquely Enabled by Far-IR Interferometry: Probing the Formation of Planetary Systems, and Finding and Characterizing Exoplanets
通过提供25 - 400微米波长范围内的敏感亚弧秒图像和积分场光谱，远红外干涉仪将彻底改变我们对行星系统形成的理解，通过它们引起的盘扰动揭示否则无法检测到的行星，并以光谱探测太阳系外巨行星的大气层，这些行星的轨道是我们太阳系中大多数行星的典型轨道。与远红外干涉测量相关的技术挑战相对于在较短波长或需要星光归零时遇到的技术挑战而言大大放松。一个最大基线长度为36米的结构连接远红外干涉仪可以解析新生和发达系外行星系统中有趣的空间结构，并以对TPF-I任务规划至关重要的灵敏度水平测量系外黄道辐射。空间红外干涉望远镜是远红外/亚毫米空间天文学共同体计划中推荐的，作为探测级任务进行研究，估计耗资8亿美元。欧洲、日本和加拿大的科学界也通过飞行任务规划讲习班和技术研究对远红外干涉测量法表现出浓厚的兴趣，这表明有可能开展国际合作。
2007-07-05 astro-ph
The Space Infrared Interferometric Telescope (SPIRIT): High-resolution imaging and spectroscopy in the far-infrared
我们报告了最近完成的SPIRIT（美国宇航局起源探测器候选任务）的预制定阶段研究结果。SPIRIT是一种空间和光谱干涉仪，工作波长范围为25 - 400微米。SPIRIT将在1弧分视场内提供分辨率R = 3000的亚弧秒分辨率图像和光谱，以实现三个主要科学目标：（1）了解行星系统如何从原恒星盘形成，以及它们如何获得其不均匀的组成;（二）通过对碎片盘中的结构进行成像，来描述太阳系外行星系统的特征，以了解不同行星如何以及在何处存在。类型形式;以及（3）了解高红移星系是如何形成和合并形成今天的星系群的。SPIRIT的观测将与詹姆斯·韦伯空间望远镜和地面阿塔卡马大型毫米波阵列的观测互为补充。这三个观测站可以同时运行。
2007-07-05 astro-ph
