Photometric Variability of the Disk Integrated Infrared Emission of the Earth
我们提出了一个全球综合的中红外辐射通量的地球卫星测量数据的基础上进行分析。我们已经研究了地球热辐射的光度年度，季节和旋转变化，以确定哪些属性可以从点状信号推断。我们发现，时间序列的分析，使我们能够确定的24小时旋转周期的行星观测几何形状，由于大的温暖和寒冷的地区，确定与地理特征，连续出现在观察者的行星视图。然而，全球尺度气象学的影响可以有效地掩盖旋转一次几天。我们还发现，轨道时间序列表现出季节性调制，其幅度强烈依赖于纬度的观察者，但弱的黄道经度。由于昼面和夜面的亮温没有系统差异，因此地球在红外波段的位相变化可以忽略不计。最后，我们还得出结论，一个空间不可分辨的地月系统的相位变化是由月球信号。
2012-05-19 astro-ph.EP
Variability due to climate and chemistry in observations of oxygenated Earth-analogue exoplanets
大氧化事件（英语：Great Oxidation Event）是地球大气中氧气（O $_2$）浓度从现在大气水平（PAL）的$\sim 10^{-5}$倍增加到接近现代水平的时期，标志着24亿年前元古代地质时代的开始。利用WACCM 6地球系统模式，模拟了O $_2$混合比为0.1%~ 150%PAL的类地系外行星大气。使用这些模拟，我们计算的反射/发射光谱在多个轨道上使用行星光谱发生器。我们强调观察者的角度，反射，化学和云如何影响模拟观测。我们表明，年际气候变化，以及短期变化，由于云，可以观察到在我们的模拟大气与望远镜的概念，如LUVOIR或HabEx。年变率和季节变率可以改变行星的反射通量（包括O $_2$和H $_2$ O等关键光谱特征的反射通量），对于相同的轨道相位，分别高达5倍和20倍。这种变异性最好用高通量冠状动脉造影术观察。例如，HabEx（4 m）带遮光罩的性能比LUVOIR B（6 m）型望远镜高两倍。某些光谱特征的变异性和信噪比与大气O $_2$浓度呈非线性关系。这是由温度和化学柱深度的变化，以及一般增加的液体和冰云含量的大气与O $_2$浓度为$<$ 1% PAL。
2022-09-15 astro-ph.EP
Spectral and Temporal Variability of Earth Observed in Polarization
我们提出了一套全面的分光偏振观测Earthshine的FORS 2在VLT获得的相位角从50度到135度（太阳-地球-月球角），覆盖的光谱范围从430 nm到920 nm。在BVRI通带的偏振度，差分偏振植被指数，和O2 A偏振带的等效宽度约760 nm的偏振度的绝对误差约为0.1%的确定。地球反射偏振光谱的影响，由月球表面上的后向散射引入的去偏振进行了校正，引入系统误差的偏振度的百分之一的顺序。不同的观察场景，如在Earthshine中观察大西洋或太平洋一侧，会产生统计上不同的相位曲线。O_2A带偏振定义的等效宽度在-5nm ~+2nm范围内变化。差分极化植被指数的引入，揭示了一个更大的植被信号，为那些观看的风景，包含较大的分数植被表面积。我们证实了观测到的相关性与理论模型从文献中，并得出结论，植被红边（VRE）是一个强大的和敏感的签名，在偏振光谱的行星地球。行星地球在连续谱和O2 A波段的总体偏振行为可以用现有的模型来解释。生物特征，如O2 A带和VRE可在Earthshine偏振中检测到，具有高度的显著性和灵敏度。深入了解地球的时间和光谱变化需要改进地球生物圈的模型，作为解释未来类地系外行星可能检测到的极化生物特征的先决条件。
2018-11-29 astro-ph.EP
Mapping Earth Analogs from Photometric Variability: Spin-Orbit Tomography for Planets in Inclined Orbits
Kawahara & Fujii（2011）提出了一种年散射光变曲线反演技术--自旋轨道层析成像（SOT），该技术可以根据圆盘积分散射光的年变化绘制二维的星间图，并以一颗行星为例进行了演示。我们将其扩展到适用于一般的几何配置，包括像地球在倾斜轨道的低密度行星。我们模拟了倾斜轨道上的地球在三个光度波段（0.4-0.5um，0.6-0.7um和0.8-0.9um）的光变曲线，并表明，云，雪和大陆的分布与SOT的援助下检索。我们还证明了SOT通过将其应用到一个直立的地球，潮汐锁定的地球，和地球类似物与古代大陆的配置。反演是模型无关的，在这个意义上，我们不假设特定的非线性模型映射时的表面，因此适用于任何类型的不均匀性原则。这种方法可以潜在地作为一种独特的工具来调查地球类似物的外生境/外气候。
2012-08-08 astro-ph.EP
Reconstructing the photometric light curves of Earth as a planet along its history
通过利用基于卫星的云的分布的估计，我们已经研究了地球的大尺度云量的行为，根据纬度和表面类型（冰，水，植被和沙漠）。这些经验关系在这里被用来重建可能的云分布的历史时代的地球的历史，如晚白垩世（90 Ma前），晚三叠世（230 Ma前），密西西比（340 Ma前），晚寒武纪（500 Ma前），当陆块分布不同于今天的。有了这些信息，我们就能够模拟出这颗行星在这些时期的全球综合光度变化。我们发现，我们的简单模型再现了观测到的云分布和现代地球的云变率。此外，该模型表明，地球的光度变化在过去的时代可能要大得多。这种增强的光度变化可以改善难以确定的旋转周期和确定遥远行星的大陆陆块的机会。
2011-11-22 astro-ph.EP
Near-infrared thermal emission from near-Earth asteroids: Aspect-dependent variability
在这里，我们探讨了一种技术，用于约束近地小行星（NEAs）的物理特性的基础上的变化，在热辐射作为一个功能的观看方面。我们目前的案例研究的低轨道，近地小行星（285263）1998 QE 2和（175706）1996 FG 3。近地小行星热模型用于拟合近红外（0.8 - 2.5微米）光谱数据中的热发射特征。这种分析代表了系统的研究，在近红外作为相位角的函数的热变化。QE 2的观测结果意味着，从多个观测几何结构中仔细定时的观测可以用来约束物理性质，如逆行与逆行极取向和热惯性。FG 3的结果是更加模糊的检测到的热变化可能是由于系统的问题与NEATM，一个意想不到的旋转状态，或表面是光谱和热异质性。这项研究突出了潜在的诊断重要性的高相位角热测量对双方的反对。我们发现，NEATM的热聚束参数来自我们的近红外数据往往是10个百分点的顺序高于参数的合奏分析较长波长的数据集。然而，系统的比较NEATM适用于数据在不同的波长制度是必要的，以了解这种偏移是否只是一个小的数字统计或内在的限制NEATM时，适用于近红外数据的反射。由于这里提供的样本很小，目前还不清楚近红外波长的NEATM建模是否可以鲁棒地确定物理特性，如极取向和热惯性。
2016-11-10 astro-ph.EP
Confirming Variability in the Secondary Eclipse Depth of the Super-Earth 55 Cancri e
我们对2011-2013年期间使用斯皮策太空望远镜观测到的超短周期超级地球55 Cancri e的5次凌日和8次日食观测进行了重新分析。我们使用像素级的去相关，从斯皮策数据中获得准确的过境和日食深度，我们进行了广泛的误差分析。我们专注于确定日食数据中可能的变化，正如Demory等人2016 a所报道的那样。根据凌日数据，我们确定了更新的轨道参数，得到T0 = 2455733.0037 $\pm$ 0.0002，P = 0.7365454 $\pm$ 0.000003天，i = 83.5 $\pm$ 1.3度，$R_p$ = 1.89 PDMATHAMM 0.05 $R_\oplus$。我们的过境结果是一致的一个恒定的深度，我们的结论是，他们是不变的。我们发现八次日食观测之间存在显著的变化，并通过相关性分析证实了与Demory et al. 2016 a的一致性。我们将日食测量转换为亮度温度，并生成和讨论几个启发式模型，解释行星的日食深度随时间的演变。日食最好用年与年之间的变化模型来模拟，但不能排除较短时间尺度上的变化。得出的亮温范围可以通过一颗暗行星来实现，该行星的热量再分配效率低下，间歇性地覆盖了大部分的亚恒星半球，反射颗粒，可能表明火山活动或云的变化。这一时变系统应可在未来的空间飞行任务中观测到，包括计划中的（JWST）和拟议中的（即ARIEL）。
2018-04-12 astro-ph.EP
Characterizing the purple Earth: Modelling the globally-integrated spectral variability of the Archean Earth
对系外行星系统的持续搜索揭示了大量具有不同物理特性的行星。甚至比地球还小的行星已经被探测到，未来的任务将致力于发现并可能描述其恒星宜居带内的小型岩石系外行星。显然，我们对地球的了解将成为我们描述这类行星的指导方针。但地球已经有人居住了至少3.8 Ga，它的外观随着时间的推移而改变。在这里，我们研究了3.0 Ga前太古宙的地球。当时，地球上分布最广的生命形式之一是紫色细菌。这些细菌是光合微生物，可以栖息在水生和陆生环境中。在这里，我们使用了一个辐射转移模型来模拟地球反射的可见光和近红外辐射，同时考虑了几种关于紫色细菌在大陆和海洋上可能分布的情况。我们发现，紫色细菌的反射光谱具有强烈的反射率增加，类似于多叶植物的红色边缘，虽然向红移。这个特征在我们星球的磁盘平均光谱中产生可检测的信号，这取决于云的数量和紫色细菌的浓度/分布。我们的结论是，通过使用多色光度观测，有可能区分太古代的地球，其中紫色细菌居住在地球的巨大延伸，以及现在的地球，大陆被沙漠，植被或微生物垫覆盖。
2013-11-05 astro-ph.EP
Mapping Clouds and Terrain of Earth-like Planets from Photometric Variability: Demonstration with Planets in Face-on Orbits
我们开发了一种年散射光变曲线的反演技术，以绘制一个面对轨道的系外行星的二维轨道图。作为未来观测太阳系外类地行星的试验台，我们应用这种映射技术模拟光变曲线的模拟地球孪生在一个面对圆形轨道的距离为10 pc。复原的云图的一个主要特征是追踪云的年平均分布。为了提取其他地物类型的信息，我们尝试通过两个波段的差值来减少云信号。我们发现，0.8-0.9和0.4-0.5微米波段的反射率差反演大致恢复了大陆分布，除了高纬度地区持续覆盖的云和雪。红边（0.8-0.9和0.6-0.7微米）反射率差异的反演强调了赤道附近的植被特征。在有云的情况下，可以在测图的同时估计出行星的赤道度和春分点。我们的结论是，散射光的光度变化将是一个强大的手段，探索第二个地球的栖息地。
2011-08-23 astro-ph.EP
Global Mapping of the Surface Composition on an Exo-Earth using Color Variability
直接成像的行星的光度变化包含行星表面的地理和光谱信息。我们提出了一种新的技术，解开的空间和光谱信息的多波段反射光曲线。这将使我们能够组成一个行星表面成分的二维地图，除了独立表面成分的数量之外，没有对单个光谱的预先假设。我们解决了统一的反问题的自旋轨道层析成像和光谱分解，通过推广的非负矩阵分解（NMF）使用单纯形体积最小化方法。我们在一个玩具无云地球上评估了我们的方法，并观察到新方法可以准确地检索地理和解混光谱分量。此外，我们的方法也适用于地球的真彩色变化的深空气候观测站（DSCOVR）。检索到的地图明确地描绘了地球的实际地理和未混合的光谱捕捉海洋，大陆和云的特征。值得注意的是，由再现大陆组成的两个未混合光谱类似于土壤和植被的光谱。
2020-04-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
Rotational Variability of Earth's Polar Regions: Implications for Detecting Snowball Planets
作为EPOXI机遇号任务的一部分，我们利用深度撞击航天器首次获得了对地球两极的时间分辨、圆盘综合观测。这些数据模拟了我们将下一代太空望远镜指向附近系外行星时所看到的情况。我们使用主成分分析（PCA）和旋转光变曲线反演来表征颜色不均匀性，并从这些不寻常的有利位置绘制它们的空间分布，作为对Cowan等人（2009）中提出的赤道视图的补充。我们还执行相同的PCA上的一套模拟旋转多波段光变曲线从美国宇航局的虚拟行星实验室的3D光谱地球模型。这个数值实验使我们能够理解PCA可以鲁棒地识别什么样的表面特征。我们发现，EPOXI极地观测有类似的宽带颜色的赤道地球，但有20-30%的更大的表观反射率。这是因为极地观测对中纬度地区最为敏感，而中纬度地区往往比最初的EPOXI地球观测所强调的赤道纬度地区多云。中纬度地区的云量在极地观测中还表现为短波长的变化增加，在南极观测中则表现为主要的灰色特征色。我们建立了一个简单的反射率模型的雪球地球。通过构造，我们的模型具有比现代地球更高的邦德散射度;它的表面散射度如此之高，以至于瑞利散射不会明显影响它的光谱。旋转的颜色变化发生在短波长，由于在这些波段的冰川冰和裸露的土地之间的巨大对比。因此，我们发现这样一颗行星的宽带颜色和昼夜颜色变化都很容易与现代地球区分开来，无论视角如何。
2011-02-21 astro-ph.EP
Greater climate sensitivity and variability on TRAPPIST-1e than Earth
岩石系外行星的大气层接近天文观测的特征，部分原因是詹姆斯·韦伯太空望远镜的投入使用。这些观测迫使我们了解系外行星的大气层，在航行中寻找可居住的行星。为此，我们研究了CO $_2$分压（pCO $_2$）对系外行星气候变率的影响，通过分析来自潮汐锁定的TRAPPIST-1 e系外行星，一个类地水行星和地球本身的ExoCAM模型模拟结果。首先，我们将行星之间的差异与它们的基本参数联系起来。然后，我们比较了地球模拟和TRAPPIST-1 e的地面温度和降水的pCO $_2$的敏感性。我们的模拟表明，TRAPPIST-1 e的气候和极端温度是$\sim$ 1.5倍以上pCO $_2$相对于地球的敏感性。降水敏感性很大程度上取决于分析的具体区域。事实上，TRAPPIST-1 e的中纬度和赤道亚恒星区域附近的降水对pCO $_2$更敏感，TRAPPIST-1 e的降水敏感性是$\sim$的2倍。动力系统的观点，它提供了有关大气如何在相空间中演变的信息，提供了额外的见解。值得注意的是，pCO $_2$的增加导致两颗行星上大气持久性的增加，并且TRAPPIST-1 e的持久性对pCO $_2$比地球更敏感。我们的结论是，TRAPPIST-1 e的气候可能是更敏感的pCO $_2$，特别是在其白天。这项研究记录了一个新的途径，以了解不同的行星参数对潜在宜居系外行星和地球气候变化的影响。
2022-08-12 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.flu-dyn
Transmission Spectroscopy of the Earth-Sun System to Inform the Search for Extrasolar Life
即将到来的美国宇航局天体物理学任务，如詹姆斯韦伯太空望远镜，将在附近恒星过境的行星上寻找生命迹象。这样做将需要共同添加数十个透射光谱，以建立足够的信噪比，同时考虑具有挑战性的系统效应，如表面/天气变化，大气折射和恒星活动。为了确定恒星和行星变化对测量的透射光谱的大小和影响，我们必须评估在其宿主恒星周围堆叠多个系外地球透射光谱的可行性。利用我们自己的太阳系，我们可以确定目前的方法是否足以检测地球大气中的生命迹象，并测量可居住性指标的丰度，如H2O和CO2，以及生物特征对，如O2和CH 4。我们评估了太阳和行星变化对地球穿越太阳的传输光谱的影响，并确定了剩余的未知数，以了解系外行星的传输光谱。我们的结论是，一个卫星观测地球凌日从超越L2是必要的，以解决这些长期关注的可靠性共同添加行星光谱在紫外线，光学和红外波长从多个过境面对相对较大的天体物理系统。
2021-07-28 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Planet Earth in reflected and polarized light I. 3D radiative transfer simulations of realistic surface-atmosphere systems
本文利用MYSTIC三维辐射传输模拟和ERA5次网格云变率处理，研究类地系外行星在反射与偏振光下的光谱和相位曲线，证明偏振对地表和云层特征更敏感，可为未来岩质系外行星观测提供参考基准。
2025-04-08 astro-ph.EP
Search for Super Earths by Timing of Transits with CoRoT
我们探索通过与卫星CoRoT过境时间变化检测超级地球的可能性。
2012-10-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Detecting and sizing the Earth with PLATO: A feasibility study based on solar data
该研究基于 HMI 太阳数据注入类地凌星信号并用 PlatoSim 模拟 PLATO 24 台相机观测，评估振荡与米粒组织对探测和测径的影响，证明亮星目标可可靠探测并以≤3%精度测定半径。
2024-10-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Solar variability in the Mg II h and k lines
本文基于 SATIRE 模型构建 Mg II 指数计算模型，在太阳活动周期和自转尺度上均与观测吻合，并重建了近三个世纪的指数时间序列。
2025-01-06 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Earth as an Exoplanet: Investigating the effects of cloud variability on the direct-imaging of atmospheres
本文以地球为系外行星，利用MERRA 2实时云数据研究云层变化对光谱和O2、O3、H2O等生物标志物可探测性的影响，并指出云量变化会干扰基线大气反演，为HWO等未来直接成像任务提供参考。
2025-03-12 astro-ph.EP
From the Stochastic Weather to a Putative Chaotic Earth System
在这份简短的报告中，我们讨论了决定天气条件的物理参数的连续变化如何导致长期气候变率。这种天气类型的变化是对连续随机短周期天气激发的响应，这些天气激发在海洋-大气-冰冻圈-陆地系统（地球系统）中留下了印记。由于人类世的地球系统是由人类活动主导的，因此它对人类活动的强度和变化率作出了反应。因此，我们认为，在一个特定的地球系统模型的背景下，这种变化率可能承认一个混沌型的行为。
2022-09-20 astro-ph.EP physics.ao-ph
Earth's Infrared Background: A Physics-Based Null Hypothesis for the Global-Scale Subannual Variability of Outgoing Longwave Radiation
Courant Institute of Mathematical Sciences, New York University（纽约大学库朗数学科学研究所）
研究通过随机强迫能量平衡气候模型，确定地球红外背景的时空相关性，以区分大气现象。
2026-07-10 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
Earths within Reach: Evaluation of Strategies for Mitigating Solar Variability using 3.5 years of NEID Sun-as-a-Star Observations
本研究基于 NEID 太阳望远镜 3.5 年观测数据，评估多种缓解太阳变异性方法，发现 Scalpels 算法将 RMS RV 降至 0.277 m s$^{-1}$，证明现有 EPRV 仪器具备探测太阳孪生星周围地球质量行星的能力。
2024-08-23 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Impact of Correlated Noise on the Mass Precision of Earth-analog Planets in Radial Velocity Surveys
描述近地质量行星的质量和轨道对于解释未来直接成像任务的观测结果至关重要（例如，HabEx，LUVOIR）。因此，系外行星科学战略报告（美国国家科学院，工程和医学院2018年）建议进一步研究，以便未来非常精确的径向速度调查可以有助于在发射这些未来成像任务之前发现和/或表征附近恒星宜居带中的近地质量行星。Newman等人（2021）在各种望远镜架构下模拟了这种为期10年的调查，证明它们可以在没有恒星变化的情况下精确测量潜在宜居的地球质量行星的质量。在这里，我们调查恒星的变化对这些模拟中的行星质量测量的信噪比（SNR）的影响。我们发现，由于活动区域的相关噪声对所观察到的质量SNR的影响最大，相对于无变化的情况，SNR降低了$\sim$ 5.5倍-颗粒减少了$\sim$ 3倍，而p模式振荡对所提出的调查策略影响不大。我们发现，在相关噪声的存在下，5厘米秒的$^{-1}$仪器精度提供了10厘米秒的$^{-1}$精度几乎没有改善，突出需要减轻天体物理学的变化。使用我们的噪声模型，将调查延长到15年，质量SNR $>$ 10的地球类似物的数量将增加一倍，并且在10年的调查中，任何围绕恒星$>$ 0.76 M $_{\odot}$的地球类似物都需要增加每颗恒星的观测数量。
2022-04-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
Long term time variability of cosmic rays and possible relevance to the development of life on Earth
分析了地球上宇宙射线强度随其存在而变化的方式及其与生命起源和进化的可能相关性。大部分的分析都与“高能”宇宙射线（$E>10^{14}eV;=0.1PeV$）及其变化有关，这是由于太阳系与超新星遗迹的接近程度不断变化，而超新星遗迹通常被认为是造成大多数宇宙射线高达PeV能量的原因。据指出，在统计的基础上，将有相当大的变化，在可能的100米之间的地球生物圈达到合理的稳定和非常初级的生命的开始。有趣的是，PeV宇宙射线引发地球闪电的可能性越来越大，闪电频率也有可能大幅增加，从而形成了一些复杂的分子，这些分子是“生命的基石”。人们还注意到，众所周知，闪电会产生氮氧化物，这种氮氧化物对动物有毒，但对植物生长有帮助;在这里，宇宙射线强度的剧烈波动也可能与进化变化有关。我们提出的宇宙射线加速模型的一个特殊变体预测了过去闪电率的增加，这在韩国的历史记录中一直在寻找。最后，整个宇宙射线强度的时间依赖性，这主要表现在10 GeV以下的能量，已被检查。宇宙射线与“全球电路”的相关性表明了这一概念的重要性。
2010-02-27 astro-ph.EP astro-ph.HE
Planetary Habitability Under the Light of a Rapidly Changing Star
研究评估了恒星变异性对宜居带内行星平衡温度和水保留的影响，发现变异性对温度影响较小，但指出极端变异性下行星检测更具挑战性。
2025-11-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Bayesian Dynamic Mapping of an Exo-Earth from Photometric Variability
直接成像的地外地球的光度变化传达了其表面的空间信息，可用于检索行星的二维地形和轴向倾斜（自旋轨道层析成像）。在这项研究中，我们放松了静态地理的假设，并提出了一个计算易处理的框架，适用于随时间变化的地理动态自旋轨道层析成像。首先，静态自旋轨道层析成像的贝叶斯框架重新使用高斯先验的贝叶斯逆问题的解析表达式。然后，我们通过时域中的高斯过程将这个分析框架扩展到时变框架，并提出解析表达式，使从地理，轴向倾斜，自旋旋转周期和高斯过程先验中的超参数的全联合后验分布进行有效采样。因此，对于总共$\sim 3 \times 10^6$参数，膝上型计算机仅需要0.3秒来采样一个以具有3，072个像素和1，024个时间网格的其他参数为条件的后验动态图。我们应用我们的动态映射方法的玩具模型，发现随时间变化的地理准确检索随着轴向倾斜和自旋旋转周期。此外，我们演示了使用动态自旋轨道层析成像与一个真正的多色光变曲线的地球观测深空气候观测。我们发现，从主成分分析的主导成分得到的快照大致捕捉到了地球上晴朗天空和多云地区的大尺度季节性变化。
2020-07-26 astro-ph.EP astro-ph.IM stat.ME
The role of Jupiter in driving Earth's orbital evolution: an update
在未来的几十年里，预计会发现第一颗真正的类地系外行星。这些行星的特征将在确定哪些行星被选为寻找太阳系以外生命的目标方面发挥至关重要的作用。在表征和选择过程中将考虑的许多变量之一是所讨论的系外地球潜在气候变化的性质。在我们自己的太阳系中，地球的长期气候是由几个因素驱动的-包括生命对我们大气的改变影响，以及太阳光度的时间演变。太阳系中其他行星的引力影响增加了一个额外的复杂性-驱动米兰科维奇循环，这些循环被认为是导致过去几百万年来主导地球气候的一系列冰川和间冰期的原因。在这里，我们提出了一个大型的动力学模拟套件的结果，调查地球的米兰科维奇循环的巨大行星木星的影响。如果木星位于不同的轨道上，我们发现地球轨道的长期变化将显着不同。我们的研究结果说明了行星系结构的微小差异如何导致其中行星的潜在可居住性发生显著变化，并且是开发一种方法来解释我们太阳系以外行星上气候变化性质的重要第一步。
2015-11-19 astro-ph.EP
Glancing views of the Earth. From a lunar eclipse to an exoplanetary transit
有人认为，月食观测可能有助于预测类地太阳系外行星的过境特征。然而，这两种现象的比较分析详细解决了恒星光通过行星大气层的运输尚未提出。在这里，我们继续调查这两种现象，利用一个共同的配方。我们的出发点是在2008年8月月食期间收集的一组以前未发表的近红外光谱。然后，我们将该公式应用到无限远观察者的极限，以研究从太阳系外部观察到的地球-太阳系统的凌日特征。穿过地球大气层的太阳光线的折射弯曲是月食照明的关键因素。同样，折射会对特定行星-恒星系统的过境透射光谱产生影响，这取决于行星大气层的折射特性、恒星的大小和行星的轨道距离。对于地日系统，在中天时，折射阻止了远程观测者进入大气层的较低~12 - 14公里，因此也阻止了大部分光谱活跃的大气气体。我们证明，在过境的地球的有效光学半径调制的折射和变化约12公里，从过境到第二次接触。大气层的折射性质，一个在已发表的研究中很少考虑的性质，将对类地太阳系外行星的特征提出额外的挑战。折射对一些M型恒星的宜居带内的类地太阳系外行星的影响可能较小。
2012-06-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Climate of Earth-like planets with high obliquity and eccentric orbits: implications for habitability conditions
我们探索的季节性变化的影响，为类地行星的气候所确定的两个参数的极地和轨道偏心率使用一个通用的环流模型的中间复杂性。在本文的第一部分中，我们研究了辐射和地面温度的时空模式以及大气环流的主要特征的不同的垂直度和离心率值的后果。在第二部分中，我们分析了相关的影响，行星的可居住性接近外缘的宜居带（HZ）。本文的这一部分特别着重于气候的多稳定性，即无冰和有冰气候状态的平行存在。我们的研究结果表明，季节变化影响两种气候状态的存在和过渡。此外，我们的实验表明，具有类似地球的大气层和高季节变化的行星可以在距离主星更大的距离上拥有无冰区域，而不是没有季节变化的行星，这导致了HZ外缘的大幅扩张。探索方位角折射率和表面热容的作用的敏感性实验测试我们的结果的鲁棒性。在圆形轨道上，我们的研究结果与大气环流模型同意以及以前的研究的基础上的一维能量平衡模型，而显着差异被发现在偏心轨道。
2014-10-09 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
Annular Modes of Variability in the Atmospheres of Mars and Titan
环形模式解释了地球大气层的大部分内部变化，但从未在其他行星上被发现。使用火星的再分析和泰坦的模拟，我们证明了环形模式是突出的两个世界的大气，解释了各自的可变性的大部分。一种模式描述了火星上喷流的纬度变化，就像在地球上一样，以及泰坦上喷流的垂直变化。另一个描述了三个星球上的中纬度涡动动能脉冲，尽管特征有些不同。我们进一步证明，后一种模式对火星上的区域尘埃活动具有预测能力，揭示了它对了解火星天气的有用性。此外，我们在动态多样的世界中发现了类似的环形变化，这表明它在行星大气中无处不在，为比较行星学开辟了一条新的途径，也为太阳系外大气的表征提供了额外的考虑。
2021-02-20 astro-ph.EP physics.ao-ph
High-energy environment of super-Earth 55 Cnc e I: Far-UV chromospheric variability as a possible tracer of planet-induced coronal rain
恒星对近距离行星的照射影响了它们的演化，可能是导致超短周期行星被侵蚀到裸露核心的原因。在一颗明亮的G型恒星附近的轨道上，超级地球55 Cnc e提供了通过紫外线过境观测解决这些问题的可能性。我们使用哈勃太空望远镜在2016年4月，2017年1月和2017年2月的3个时期内观察了FUV的凌日。这些观测揭示了55 Cnc色球发射谱线的显著短期和长期变化。在过去的2个纪元，我们检测到一个更大的流量在C III，Si III和Si IV线后，行星通过接近正交，其次是流量减少在Si IV的双重。在第二个时代，这些变化是同时期的硅II和C II双峰通量减少。所有的时代表明通量减少的N V的双重以及，虽然在不同的轨道阶段。这些流量的减少是一致的吸收光学薄云的气体，主要是本地化在低和红移径向速度在恒星静止框架，并优先发生之前和期间的过境。这三点使得变化不太可能是纯粹的恒星，但我们表明，掩星物质也不太可能来自行星。我们初步认为，55 Cnc e在恒星日冕边缘的运动导致了冷日冕雨的形成。恒星日冕的不均匀性和时间演化可能是造成访问之间差异的原因。额外的变化被检测到在C II的双重在第一个时代，并在O I三重在所有时代的不同行为，指向内在恒星的变化。需要在FUV波长上进行进一步的观测，以解开恒星-行星相互作用和恒星活动之间的纠缠
2018-03-28 astro-ph.EP
A super-Earth transiting a nearby low-mass star
十年前，第一颗凌日系外行星的发现直接限制了它的组成，并打开了对系外行星大气进行光谱研究的大门。由于这种特性研究只适用于附近的凌日系统，并且行星与恒星的半径比相对较大，因此对附近的小恒星进行了深入的调查。多普勒研究和微透镜已经发现了一群最小质量为地球质量（M_Earth）1.9-10倍的行星，称为超级地球。CoRoT-7 b提供了对这类新行星整体组成的第一个限制，但其恒星的距离和大小在可预见的未来排除了大气研究。在这里，我们报告的过境行星GJ 1214 b的观测，它的质量为6.55 M_地球和半径的2.68倍地球的半径（R_地球），这表明它是中间的身材之间的地球和冰巨人的太阳系。我们发现，行星的质量和半径是一致的，主要是水的组成被氢氦信封，只有0.05%的质量的行星。大气层很可能是在流体动力学的作用下逃逸的，这表明它在其历史上经历了重大的演变。由于这颗恒星很小，距离我们只有13秒差距，所以行星大气可以用现有的天文台进行研究。
2009-12-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Detecting bio-markers in habitable-zone earths transiting white dwarfs
对经过主序星的宜居带地球质量系外行星的大气层进行定性，更不用说探测其大气层中的生物标志物，即使在未来的设施中也将是一项挑战。已经注意到，白矮星（WD）有长寿的宜居带，并且大部分WD可能拥有行星。我们指出，在过境的地球质量的行星在WD，行星的大气传输光谱获得了更高的对比度在恒星背景相比，主序星主机，因为小表面积的WD。现今地球大气中最突出的生物标志物是分子氧，它在WD过境时通过其在~0.76微米处的A波段吸收很容易检测到。一个可能维持生命的类地行星可以通过收集一个合适的大约500个WD的样本，然后用小型望远镜对它们进行观测来发现。如果发现这样的凌日现象，用詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）在160次2分钟凌日的总曝光时间约5小时内，就可以探测到行星大气透射光谱中的O_2吸收。使用其他示踪剂，如水蒸气和CO_2，来描述行星大气的特征将容易得多。我们通过模拟JWST可能获得的传输频谱来展示未来的发现空间。
2013-08-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Finding Signs of Life on Earth-like Planets: High-resolution Transmission Spectra of Earth through time around FGKM stars
在宇宙中寻找生命主要使用现代地球作为模板。然而，我们知道地球的大气成分在地质演化过程中发生了重大变化。最近的发现表明，过境的、可能类似地球的系外行星绕着广泛的宿主恒星运行，这强烈影响着它们的大气成分和远程可探测的光谱。因此，在不同的地质时期围绕不同的宿主恒星过境的陆地系外行星的数据库是支持观测搜索系外行星大气中生命迹象的关键要素。在这里，我们提出了第一个高分辨率的传输光谱数据库的类地行星，围绕着广泛的宿主恒星，在地球历史的四个代表性阶段。这些对应于一个生物前的高二氧化碳世界-大约在地球历史上的39亿年前-和三个时代，通过氧气从0.2%上升到现代大气水平的21%。我们证明，光谱生物特征对O2 + CH 4和O3 + CH 4在大气中过境类地行星将显示一个远程观察员，生物圈存在约1%的现代地球的氧浓度-对应于约1至20亿年前在地球的历史上-所有的宿主恒星。完整的模型和高分辨率透射光谱数据库，覆盖0.4至20微米，用于过境系外行星-从年轻的生命前世界到现代地球-类似物-绕着广泛的宿主恒星运行。它可以作为一种工具来规划和优化我们的观测策略，训练检索方法，并解释即将到来的地面和空间望远镜观测。
2020-10-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Traveling planetary-scale waves cause cloud variability on tidally locked aquaplanets
本研究通过潮汐锁定海洋行星模拟，揭示行星尺度Rossby波传播与日侧云辐射反馈如何造成晨昏线周期性晴空，并评估其对Proxima Centauri b等行星透射光谱的影响。
2023-07-13 astro-ph.EP
The Search for Extraterrestrial Intelligence in Earth's Solar Transit Zone
在过去的几年里，天文学家通过观察它们在主恒星前的周期性凌日，已经发现了数千颗行星和候选行星。相关的方法可能很快就能研究太阳系外行星大气中生命的化学印记。在这里，我们解决相互的问题，即，从哪里是太阳系外观测者使用类似的方法检测到地球。我们探索地球的过境区（ETZ），地球的黄道周围的一个带到天球平面上的投影，在那里观察者可以检测到地球穿越太阳。由于地球轨道为非圆形，ETZ的宽度介于$0.520^\circ$和$0.537^\circ$之间。限制ETZ（rETZ），即地球从其中心经过太阳不到0.5个太阳半径的地方，宽约$0.262^\circ$。首先，我们使用依巴谷星表编制了一个在rETZ内，1千秒差距（3260光年）内的45 K和37 G矮星的目标列表。通过建立解析银盘模型，我们大大扩大了潜在目标的数量，发现~ $10^5$ K和G矮星应该位于rETZ内。正在进行的盖亚太空任务可能在未来五年内发现其中的所有G矮星（几个$10^4$）。许多潜在的可居住行星围绕ETZ中的昏暗、未知的M恒星以及很久以前穿过ETZ的其他恒星运行。如果这些行星中的任何一颗拥有智能观测者，他们可能已经将地球确定为一个可居住的世界，甚至是一个有生命的世界，我们今天可能正在接收他们的广播。K2任务，艾伦望远镜阵列，即将到来的平方公里阵列，或绿岸望远镜可能会探测到这种故意的外星信息。最终，ETZ将成为突破聆听计划（Br…
2016-04-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for abnormal H$α$ variability during near-transit observations of HD 189733 b
恒星活动水平的变化可以模拟环行星物质透射光谱中的吸收特征。因此，了解这些变化的频率和幅度对于将任何特定信号归因于环行星环境非常重要。我们提出了短的节奏，高分辨率的出过境H $α$光谱的热木星主机HD 189733，以建立在H $α$线核心的内在恒星变化的频率和幅度。我们发现，在两个独立的数据集的线核心强度的变化类似于观察到的立即前和过境后是罕见的。这表明观测到的近凌特征要么是由于吸收了环行星际物质，要么是在非常接近行星凌日的时间发生的。在这两种情况下，异常H $α$可变性的证据得到加强，虽然短节奏的出过境数据不主张环行星吸收与恒星活动所造成的恒星-行星相互作用。在更高信噪比下的进一步非渡越监测将有助于更严格地限制H $α$线路芯中近渡越变化的频率。
2017-03-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the effects of the evolution of microbial mats and land plants on the Earth as a planet. Photometric and spectroscopic light curves of paleo-Earths
了解地球和其他太阳系行星的光谱和光度变化对于未来描述岩石系外行星的特性至关重要。由于这不仅在当今时代而且在行星进化过程中都很有趣，我们研究了微生物垫和植物在陆地上的进化对我们的星球从远处看起来的影响。随着生命的进化，大陆表面逐渐而不均匀地从沙漠到微生物席再到陆地植物，改变了地面的反射特性，很可能也改变了水分和云量的分布。在这里，我们使用地球的辐射转移模型，连同地质古记录的大陆分布和重建的云分布，模拟可见光和近红外辐射反射我们的星球作为地球的旋转的函数。我们发现，从沙漠到微生物席和陆地植物的演变产生了全球平均地球反射率的可检测变化。每种表面类型的变化位于不同的波段，可以在数小时内引起高达40%的反射率变化。我们的结论是，使用不同光度波段的类地行星光度观测，将有可能区分不同的表面类型。虽然最近的文献提出了0.7 μm附近植被的红边特征作为陆地植物的特征，但近红外波段的观测同样或甚至更适合于这一目的。
2013-03-08 astro-ph.EP
Past, Present and Future Stars that can see Earth as a Transiting Exoplanet
在宇宙中寻找生命的过程中，凌日系外行星是我们目前最好的目标。在宇宙中寻找生命的过程中，凌日系外行星是我们目前最好的目标。随着数千个已经被探测到，我们的搜索正在进入一个新的发现时代，即将到来的大型望远镜将在过境世界的大气中寻找生命迹象。然而，宇宙是动态的，太阳系附近的哪些恒星有优势将地球视为过境行星，并可以识别其充满活力的生物圈，因为早期人类文明是未知的。在这里，我们展示了自早期人类文明以来，326光年内的1，715颗恒星处于合适的位置，可以在凌日地球上发现生命，另外还有319颗恒星在未来5，000年内进入这个特殊的有利位置。在这些恒星中，有7颗已知的系外行星宿主占据了观察地球凌日的有利位置，包括罗斯-128，它在过去看到了地球凌日，蒂加登星和特拉普斯特-1，它们将分别在29年和1,642年后开始看到地球凌日。我们发现人造无线电波已经扫过了名单上75颗最近的恒星。
2021-07-16 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Improving transit characterisation with Gaussian process modelling of stellar variability
新的测光空间任务，以检测和重新凌日系外行星是集中在明亮的恒星，以获得高节奏，高信噪比光变曲线。由于这些任务将对恒星振荡和颗粒化敏感，即使是矮星，它们也将受到恒星变化的限制。我们测试了高斯过程（GP）回归对过境行星的表征的性能，特别是确定有多少可变性的组成部分是必要的，以描述高节奏，高信噪比光变曲线预期从CHEOPS和PLATO。我们发现，最好的GP恒星变率模型包含四到五个变化组件：一个恒星振荡组件，两到四个颗粒组件，和/或一个旋转调制组件。这种高数量的组件是在对比与单组分GP模型（1GP）中常用的文献中的过境特性。因此，我们比较了最好的多分量GP模型和1GP模型在模拟凌日参数推导中的性能。我们发现，对于木星和海王星大小的行星，最好的多分量GP模型略好于1GP模型，并且比给出有偏差结果的非GP模型好得多。对于地球大小的行星，1GP模型无法恢复凌日，因为它对恒星活动的描述很差。非GP模型给出了一些有偏差的结果，并且最佳多分量GP能够检索正确的过境模型参数。我们的结论是，在描述具有高信噪比和高节奏光变曲线的凌日系外行星时，我们需要将恒星变化的描述与凌日分析相结合的模型，如GPS。此外，对于类地系外行星，更好地描述恒星的变化可以改善行星的特征。
2020-01-22 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Which Stars can see Earth as a Transiting Exoplanet?
迄今为止，凌日观测已经发现了大多数系外行星。对凌日和日食的光谱观测是表征系外行星大气的最常用工具，将用于寻找生命。然而，一颗系外行星的轨道必须与我们的视线对准，才能观察到凌日。在这里，我们要问，从哪个恒星的有利位置，一个遥远的观察者能够以同样的方式在地球上寻找生命？我们使用TESS输入目录和来自盖亚DR 2的数据来确定可以将地球视为凌日系外行星的最近恒星：我们在100秒差距内确定了1，004颗主序星，其中508颗保证了对地球凌日的至少10小时观测。我们的恒星列表包括大约77%的M型，12%的K型，6%的G型，4%的F型和1%的A型恒星靠近黄道。SETI的搜索，如突破倾听倡议，已经集中在这一部分的天空。我们的目录现在为这个搜索提供了一个目标列表。作为扩展任务的一部分，NASA的TESS还将在黄道上寻找凌日行星，以找到可以在凌日地球上探测到生命的行星。
2020-10-19 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Hybrid Spin-Orbit Tomography for Earth-like Planets: Simultaneous Mapping of Static Surfaces and Dynamic Clouds from Multicolor Light Curves
The University of Tokyo（东京大学）；Japan Aerospace Exploration Agency（日本宇宙航空研究开发机构）
提出混合自旋-轨道层析成像方法，结合光谱解混与动态层析，从多色光变曲线同时反演类地行星静态表面与动态云层，并在玩具模型和地球观测中验证了其有效性。
2026-09-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Modeling Stellar Jitter for the Detection of Earth-Mass Exoplanets via Precision Radial Velocity Measurements
探测地球大小的系外行星是一项技术和数据分析挑战。预计今后在地球质量系外行星探测方面的进展将来自于极精确径向速度测量的发展。提高径向速度精度需要开发一种新的基于物理学的数据分析方法，以区分行星信号与主星相关效应，同时考虑到恒星的变化和仪器的不确定性。在这项工作中，我们调查和量化恒星扰动的行星托管太阳型恒星HD121504从三维辐射模型与StellarBox代码获得。该模型已被用于确定的湍流等离子体的统计特性，并获得合成光谱观测几个Fe I线在不同位置的恒星盘上模仿高分辨率的光谱观测。
2022-02-14 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A Blind Search for Transit Depth Variability with TESS
本研究利用TESS前四年观测数据对330颗已知系外行星开展凌星深度变异性盲搜索，识别出4个疑似变异目标并分析成因，推算Roman任务预计可发现约1000个具有显著凌星深度变异性的目标。
2023-11-03 astro-ph.EP
An iterative filter to reconstruct planetary transit signals in the presence of stellar variability
广泛用于减少恒星变化对天基凌日调查影响的去趋势算法不适合于估计已确认行星的参数，因为它们会不可避免地改变凌日信号。我们提出了一种检测后去趋势算法，该算法在保留过境信号的同时滤除过境期间以外的其他时间尺度上的信号。我们比较这种新的过滤器的性能，一个完善的预检测去趋势算法，通过应用到一组20个模拟光变曲线包含行星凌日，恒星的变化，和仪器噪声预期的CoRoT空间任务，并进行分析适合的过境。与探测前基准相比，新的探测后滤波器在行星与恒星半径比、系统尺度和碰撞参量方面系统地产生了显著减少的误差（相对误差的中位数减少约40%）。这对于活跃的恒星尤其重要，因为由变化引起的误差可能会主导行星参数的最终误差预算。除了改进行星参数估计外，新的滤波器还保留了行星轨道周期的所有信号，因此也可以用于搜索行星反射的光。
2009-05-19 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Transit and Radial Velocity Survey Efficiency Comparison for a Habitable Zone Earth
凌日和视向速度搜索是两种用于识别附近太阳系外行星的技术，这些行星会经过明亮的恒星。确定明亮恒星周围这些系外行星的强大样本以进行详细的大气特征描述是一项重大的观测任务。在这项研究中，我们描述了一个框架，回答了一个问题，无论是过境或径向速度调查是更有效地找到过境系外行星给定相同的观测时间。在框架内，我们表明，过境调查的窗口函数可以近似使用超几何概率分布。我们估计所需的观测时间的过境调查，以找到一个过境地球大小的系外行星在HZ，重点是晚型恒星。我们还估计了径向速度精度必要的检测等效HZ地球质量的系外行星，也过境时使用等量的观测时间作为过境调查。我们发现，一个径向速度调查与sig_rv~0.6 m/s的精度有相当的效率，在观测时间方面的凌日调查所需的光度精度sig_phot~300 ppm的晚M~矮星的HZ中找到一个凌日地球大小的系外行星。对于超级地球，sig_rv~2.0 m/s精度径向速度测量与sig_phot~2300 ppm的凌日测量具有相当的效率。
2014-06-24 astro-ph.EP
Spatially resolved spectroscopy across stellar surfaces. V. Observational prospects: Toward Earth-like exoplanet detection
测试恒星大气的三维流体动力学模型是可行的检索谱线形状的恒星盘，在系外行星凌日期间使用差分光谱。从超高光谱分辨率的合成数据，FeI和FeII线的特征模式在论文IV中从跨越T=3964- 6726 K的3D模型中识别出来（光谱型约为1000 K）。K8V-F3V）。在普通的光谱分辨率和噪声的存在下，不同的强度，激发电位和电离水平的线之间的图案的可观测性进行检查。三维大气中的时间变化引起谱线参数的变化，其中一些是相关的。适当的校准可以识别表观径向速度抖动的代理，以调整实际的恒星径向运动。我们还研究了中心到肢体的时间变异性。针对各种噪声水平，显示了具有拟合宽度和深度的空间分辨线轮廓的恢复。模拟了系外行星过境期间的信号。除了Rossiter-McLaughlin型特征的视径向速度，类似的效果线的深度和宽度。通过系外行星凌日，已经可以通过适度的努力检索宽度、深度和波长位置的总体恒星谱线参数，但是需要非常好的信噪比来揭示谱线分组之间更微妙的特征，其中对大气结构的更精细细节进行编码。在一个太阳模型中，时间变化显示了视径向速度抖动和线深度波动之间的相关性。由于线深度的波动和波长的抖动都可以从地面测量，因此搜索低质量系外行星应该探索这些因素，以调整视径向速度以适应实际的恒星运动。
2021-03-08 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Finding Signs of Life in Transit: High-resolution Transmission Spectra of Earth-like Planets around FGKM Host Stars
已经发现了数千颗凌日系外行星围绕着广泛的宿主恒星运行，其中包括第一颗可能与地球相似的行星。即将到来的极大望远镜和詹姆斯韦伯太空望远镜将首次在过境系外行星大气层中寻找生命的特征。在这里，我们量化了过境光谱特征的强度，这些特征可能表明在绕着一个广泛的宿主恒星（F0到M8）的有效温度在2，500到7，000 K之间的系外行星上有一个类似于现代地球的生物圈：由于宿主恒星的大小不同，过境深度在大约6，000 ppm（M8宿主）到30 ppm（F0宿主）之间变化。CO2在0.4 ~ 20 μ m波段具有最强的光谱特征。大气生物特征对O2+ CH 4和O3+ CH 4-确定地球是一颗活行星-在现代地球类似物的凌日光谱中，对于类太阳和较冷的宿主恒星最为突出。评估这些行星上的生物特征和水，即使对于高分辨率观测来说，也是极具挑战性的。所有高分辨率的凌日光谱和模型剖面都可以在线获得：它们为观测者提供了一种工具，可以优先考虑系外行星的透射光谱，测试大气检索算法，并优化观测策略以发现宇宙中的生命。在宇宙中寻找生命的过程中，凌日行星提供了第一个发现我们是否孤独的机会，这个数据库是优化搜索策略的关键之一。
2021-02-24 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Detection of Earth-mass and Super-Earth Trojan Planets Using Transit Timing Variation Method
我们已经进行了广泛的研究的可能性，检测地球质量和超级地球特洛伊行星使用凌日定时变化方法与开普勒太空望远镜。我们已经考虑了一个系统组成的过境木星型行星在一个短周期的轨道，并确定了诱导的变化，其过境时间由于地球质量/超级地球特洛伊行星。我们绘制了1：1平均运动共振周围的相空间的大部分，并确定了与其他几个平均运动共振相对应的区域，在这些区域中行星的轨道将是稳定的。我们计算了不同质量和轨道要素值的过境和扰动机构，以及中央恒星的质量，并确定这些对象的轨道配置（其轨道要素和质量的范围）的TTV将在开普勒的行星候选者的过境时间的变化范围内。我们的研究结果表明，在一般情况下，TTV的振幅落在从开普勒的长节奏数据获得的定时精度的可检测范围内，并根据系统的参数，其幅度可能会变得大到几个小时。探测到超级地球特洛伊的可能性更高，它们的轨道稍微偏心，围绕着质量略小于木星的短周期木星型行星。我们提出了我们的研究的细节，并讨论其结果的影响。
2013-07-25 astro-ph.EP
Two planetary systems with transiting Earth-size and super-Earth planets orbiting late-type dwarf stars
我们提出了两个新的行星系周围发现的冷矮星的数据从K2任务。第一个系统在K2-239（EPIC 248545986）中发现，在本工作中表征为M3.0V，并在K2的第14次活动中观察到。它由三颗地球大小的凌日行星组成，半径分别为1.1、1.0和1.1 R地球，轨道周期分别为5.24、7.78和10.1天，接近2：3：4共振。第二个是在K2-240（EPIC 249801827）中发现的，在这项工作中被表征为M0.5V，并在第15次活动中观察到。它由两个过境的超级地球组成，半径为2.0和1.8 R地球，轨道周期为6.03和20.5天。这些行星大气的平衡温度估计在380-600 K之间，透射光谱中的信号幅度估计为约10 ppm。
2018-06-05 astro-ph.EP
The influence of Jupiter, Mars and Venus on Earth's orbital evolution
在未来的几年里，很可能会发现第一个潜在的类地行星围绕其他恒星运行。一旦发现，这些行星的特征将在确定哪些行星将被选为寻找太阳系以外生命的第一个目标方面发挥至关重要的作用。因此，我们必须能够衡量影响潜在行星可居住性的各种因素的相对重要性，以便最好地集中搜索。在这一过程中需要考虑的众多因素之一是所讨论的系外地球的气候变化。在太阳系中，地球的长期气候是由几个因素驱动的，包括生命对我们大气层的影响，以及太阳光度的时间演变。太阳系中其他行星的引力影响增加了一个额外的复杂性，驱动了米兰科维奇循环，这些循环被认为是导致过去几百万年来主导地球气候的一系列冰川和间冰期的原因。在这里，我们提出了三套集成的初步结果，一起研究太阳系建筑对地球的米兰科维奇循环的影响。我们分别考虑木星、火星和金星的影响，它们都对地球轨道演化的作用力有贡献。我们的研究结果说明了一个给定的行星系的结构的微小变化如何导致其中行星的潜在可居住性发生显着变化，并且是开发一种方法的重要的第一步，通过这种方法可以描述我们太阳系以外行星上气候变化的性质。
2017-08-11 astro-ph.EP
The Stellar Variability Noise Floor for Transiting Exoplanet Photometry with PLATO
欧空局行星凌日和振荡（PLATO）任务的主要科学动机之一是以3%的精度测量系外行星凌日半径。除了耀斑和星斑，恒星振荡和颗粒化将加强基本的噪声基底过境外行星半径测量。我们模拟了地球大小的系外行星的光变曲线，通过SDO上的HMI仪器拍摄的太阳连续强度图像来研究恒星颗粒化和振荡对系外行星半径测量的不确定性。在用高斯过程对太阳的变化进行建模后，我们发现太阳振荡和颗粒化的幅度为100 ppm -类似于地球过境的深度-并在过境深度上引入了分数不确定性0.73%，假设在任务持续时间内观察到四次过境。然而，当我们将深度测量转化为行星的半径测量时，我们发现半径的不确定性要大得多，为3.6%。这是由于在恒星变率存在的情况下，无法约束凌日碰撞参量而导致凌日半径比、临边暗化和碰撞参量之间的简并。我们发现，由于光球颗粒化的表面亮度不均匀性贡献了一个下限，只有2 ppm的测光在运输中。在探测器或观测噪声被引入光变曲线之前，由于颗粒化和振荡而产生的半径不确定性，加上凌日碰撞参量的简并性，占PLATO飞行任务误差预算的很大一部分。如果有可能限制碰撞参量，或在边缘变暗不太明显的较长波长处获得后续观测，则可能实现更高精度的半径测量。
2020-02-19 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Stratospheric Clouds Do Not Impede JWST Transit Spectroscopy for Exoplanets with Earth-Like Atmospheres
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）将提供一个机会来研究潜在的宜居行星的大气层。气溶胶，显着静音过境光谱中的分子特征，因为它们阻止光探测大气的深层。地球有时在15-20公里处有平流层/高对流层云，这可能会大大限制底层大气的可观测深度。我们使用太阳掩星地球的大气层创建合成JWST过境光谱的地球类似物绕矮星。与以前的调查不同，我们考虑了清晰和多云的视线从SCISAT卫星。我们发现，一个明确的和全球多云的大气之间的有效厚度的最大差异是8.5公里，在2.28微米的分辨率为0.02微米。在将折射和Pandexo的噪声建模的影响，我们发现，JWST将无法检测地球一样的平流层云，如果一个exo-Earth是存在于TRAPPIST-1系统，云的光谱不同于清晰的光谱最大的10 ppm。这些平流层云也没有鲁棒检测TauREx时，执行光谱检索多云的TRAPPIST-1行星。然而，如果一个地球大小的行星在白矮星的宜居带轨道上运行，那么，我们预测JWST的NIRSpec将能够在仅仅4次凌日之后探测到它的平流层云。我们的结论是，平流层云不会妨碍JWST过境光谱或检测类地大气的生物特征。
2022-06-30 astro-ph.EP
The Earth as an extrasolar transiting planet: Earth's atmospheric composition and thickness revealed by Lunar eclipse observations
探测类地太阳系外行星的一个重要目标是确定大气中的气体生物特征。对穿过地球大气层的光的观测，就像对太阳系外行星的观测一样，将是未来比较的第一步。我们已经完成了在月食期间对地球的观测，这是一种类似于过境行星的独特情况。我们的目标是显示在其大气层中可以在光学波长处检测到什么物种，其中在被掩蔽的恒星光中可以获得大量光子。我们目前的观测2008年8月16日月食进行的索菲光谱仪在天文台上普罗旺斯。将摄谱仪光纤定位在月食的半影中，月球的辐照度是直接的、未被吸收的太阳光和穿过地球边缘的太阳光的混合。这种混合物基本上再现了太阳系外行星过境期间的记录。我们在这里报告的几个地球大气化合物的透射光谱，如臭氧，分子氧，中性钠以及分子氮和氧通过瑞利签名的清晰检测。此外，我们提出了一种方法，使我们能够推导出大气的厚度与半影日食观测波长。我们定量评估了大气层变得透明的高度，以获得重要的物种，如分子氧和臭氧，这两种物种被认为与生命的存在密切相关。这里介绍的分子探测是一个令人鼓舞的首次尝试，这是为未来超大型望远镜和过境类地行星做好准备所必需的。像SOPHIE这样的仪器在从地面表征过境类地行星的大气层和寻找生物标记特征时将是强制性的。
2010-06-30 astro-ph.EP
Transits of Earth-Like Planets
类地系外行星的透射光谱是一种潜在的适居性筛选工具。凌日行星是当今理解太阳系外行星的“罗塞塔石”，因为它们提供了描述巨行星大气的可能性，并且一旦被探测到，应该可以获得类地系外行星大气中的生物标志物。使用地球本身作为一个代理，我们展示了过境技术的潜力和局限性，以检测地球类似的系外行星过境的生物标志物。我们量化的地球的横截面作为波长的函数，并显示每个大气物种，气溶胶，和瑞利散射的影响。云对这幅图像没有显著影响，因为气溶胶和瑞利损失造成的低层大气不透明度超过云损失。我们计算的光谱特征的最佳信噪比的主要日食光谱的类地系外行星周围的类日恒星和M星，在太空中的6.5米望远镜。我们发现，所有重要的光谱特征的信号噪声值的顺序上的单位或更少的每个过境-除了最近的恒星-使得它很难检测到这样的功能，在一个单一的过境，这意味着共同添加的许多过境将是必不可少的。
2009-04-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
