Detection and Characterization of Extrasolar Planets through Doppler Spectroscopy
自1992年以来，已经发现了300多颗太阳系外行星，这表明行星系是常见的，并表现出各种各样的特征。随着探测次数的增加，随着行星形成模型的进展，以解释这些新世界的存在，统计研究和观测与理论的对抗允许逐步解开行星形成的关键过程。在这一章中，我们回顾了多普勒光谱学对目前的发现和我们对行星系的一般理解的主要贡献。我们还强调了多普勒光谱学和凌日光度学在描述凌日系外行星物理性质方面的协同作用。正如我们将看到的，多普勒光谱学还没有达到它的极限，它将在第一颗地球质量行星的探测和表征中发挥主导作用。
2009-04-02 astro-ph.EP
Impact of planetary mass uncertainties on exoplanet atmospheric retrievals
在目前用于解释系外行星大气观测的模型中，行星质量被视为先验，并通过外部方法（如RV或TTV技术）独立估计。这种方法是必要的，因为现有的光谱数据没有足够的波长覆盖范围和/或SNR来推断行星质量。在这里，我们研究质量的不确定性对光谱反演分析的大气情景主机的影响。我们的方法是分析和数值：我们首先使用简单的近似提取分析的影响，每个参数的波长依赖的过境深度。然后，我们采用一个完全贝叶斯反演模型来量化传播的质量不确定性到其他大气参数。我们发现，对于晴朗的天空，气态大气的后验分布是相同的质量是已知的或检索。在波长覆盖范围和信噪比足够的条件下，反演质量的精度可达10%以上。当不透明云包括在模拟中时，反演质量的不确定性增加，特别是对于高海拔云。然而，大气参数，如温度和微量气体丰度不受质量知识的影响。由于大气主要成分的自由度更高，二次大气更具挑战性，这是未知的。对于宽的波长范围和足够的SNR，质量仍然可以准确和精确地检索，如果云不存在，所以是所有其他的大气/行星参数。当云被添加，我们发现，质量的不确定性可能会影响实质上的平均分子量的检索：一个独立的质量表征，因此将有助于捕获/确认的主要大气成分。
2020-10-09 astro-ph.EP
Doppler Monitoring of the WASP-47 Multiplanet System
我们提出了精确的多普勒观测WASP-47，一个过境的行星系具有热木星的内部和外部行星的同伴。这个系统有一个不寻常的架构，也提供了一个难得的机会，以测量行星质量的两种不同的方式：多普勒方法，并分析过境时间变化（TTV）。根据麦哲伦/克莱6.5米望远镜上的行星射电光谱仪获得的新的多普勒数据，热木星的质量是$370 \pm 29~M_{\oplus}$。这与先前的多普勒确定以及TTV确定一致。对于内侧行星WASP-47 e，多普勒数据得出的质量为$12.2\pm 3.7~ M_{\oplus}$，与基于TTV的$<$ 22~ $M_{\oplus}$的上限（$95\%$置信度）一致。对于外行星WASP-47 d，$10.4\pm 8.4~M_{\oplus}$的多普勒质量约束与基于TTV的$15.2^{+6.7}_{-7.6}~ M_{\oplus}$测量结果一致。
2015-10-28 astro-ph.EP
Doppler Monitoring of five K2 Transiting Planetary Systems
为了测量NASA { \it K2}任务发现的行星质量，我们对五颗有凌日行星的恒星进行了精确的多普勒观测。我们提出了这些新的数据和以前发表的多普勒数据的联合分析的结果。第一颗恒星是一颗M矮星，被称为K2-3或EPIC~201367065，有三颗凌日行星（“b”，半径为$2.1~R_{\oplus}$ ;“c”，$1.7~R_{\oplus}$ ;和“d”，$1.5~R_{\oplus}$）。我们的分析导致质量约束：$M_{b}=8.1^{+2.0}_{-1.9}~M_{\oplus}$和$M_{c}$ < $ 4.2~M_{\oplus}$ ~（95\%~conf.）。由于行星d的轨道周期接近恒星自转周期，因此其质量受到的限制很小，这使得很难将行星信号从恒星活动引起的虚假多普勒频移中分离出来。第二颗恒星是一颗G矮星，称为K2-19或EPIC~201505350，有两颗行星（b，$7.7~R_{\oplus}$ ; c，$4.9~R_{\oplus}$）以3：2的平均运动共振，以及一颗较短周期的行星（d，$1.1~R_{\oplus}$）。发现$M_{b}$ = $28.5^{+5.4}_{-5.0} ~M_{\oplus}$，$M_{c}$ = $25.6^{+7.1}_{-7.1} ~M_{\oplus}$，$M_{d}$ < $14.0~M_{\oplus} $ ~（95% c…
2016-05-05 astro-ph.EP
Coupling thermal evolution of planets and hydrodynamic atmospheric escape in MESA
亚海王星类行星以氢为主的大气层的长期演化主要受两个因素控制：形成时获得的引力能的缓慢耗散（称为热演化）和大气质量损失。在这里，我们使用MESA自洽耦合低层大气的热演化模型与一个现实的流体动力学大气蒸发处方。为了概述这种耦合的主要特征，我们模拟了一系列的核心质量（5 - 20 Mearth）和初始大气质量分数（0.5 - 30%）的行星，在0.1天文单位的轨道上绕着一颗类似太阳的恒星运行。除了我们计算的进化轨迹，我们还研究了行星大气的稳定性，表明轻行星的大气可以在1 Gyr内完全去除，紧凑的大气有更好的存活率。从我们的结果和上一代模型的输出之间的详细比较，我们表明，热演化和大气蒸发之间的耦合显着影响低质量行星的大气的热状态，因此，改变大气质量分数和行星参数之间的关系。因此，我们的结论是，自洽考虑的热演化和大气蒸发是至关重要的演化建模和更好地表征行星大气。从模拟结果中，我们得到了不同年龄的行星半径与大气质量分数之间的解析表达式。特别是，我们发现，对于给定的观测行星半径，预测的大气质量分数随年龄的变化^[0.11]。
2020-09-10 astro-ph.EP
Self similar Shocks in Atmospheric Mass Loss due to Planetary Collisions
我们提出了一个数学模型，在行星碰撞过程中发生的冲击波的传播。这种碰撞被认为发生在类地行星形成的过程中，它们有可能侵蚀行星的大气层。我们表明，在一定的假设下，这种冲击波的演变可以确定使用自相似的解决方案的方法。这种自相似解是II型的，这意味着它只适用于激波阵面后面的有限区域。该区域由激波阵面和音速点限定。能量和物质不断流过音速点，因此自相似区域中的能量不守恒，就像I型解的情况一样。相反，激波的演化由激波阵面和音速点处的边界条件决定。我们展示了如何可以确定不同的状态方程的演变，使这些结果可以很容易地用于计算从行星的不同材料制成的核心的大气质量损失。
2019-11-15 astro-ph.EP
Unified simulations of planetary formation and atmospheric evolution II: Rapid disk clearing by photoevaporation yields low-mass super-Earth atmospheres
超级地球拥有低质量的H $_2$ /He大气（通常小于10%质量）。然而，超级地球大气层的起源尚未确定。我们研究了在超级地球及其大气形成过程中，光蒸发快速清除盘的作用。我们进行统一的模拟超级地球的形成和大气演变的不断发展的磁盘，考虑光蒸发风和磁驱动的磁盘风。对于行星核的生长模式，我们考虑了两种情况下，行星胚胎生长的卵石吸积和没有。我们的主要发现总结如下。(i)大气吸积的时间跨度缩短了快速磁盘耗散由于光蒸发，这阻止了超级地球的核心吸积大量的大气。(ii)即使在没有卵石吸积的情况下，行星核通过胚胎吸积快速增长，失控气体吸积的开始也会延迟，因为胚胎吸积的隔离质量很小。与快速的磁盘清理一起，可以避免大质量大气的吸积。(iii)在快速的磁盘清理之后，一些高偏心率的胚胎可以留在外轨道上。此后，这些胚胎可能会与超级地球相撞，导致吸积大气的有效撞击侵蚀。因此，我们发现具有低质量H $_2$ /He大气的超级地球是由考虑现实磁盘演化的N体模拟自然产生的。
2020-07-27 astro-ph.EP
The atmospheric circulation and climate of terrestrial planets orbiting Sun-like and M-dwarf stars over a broad range of planetary parameters
最近发现的温带类地行星绕附近的恒星和承诺的特点，其大气激发了需要了解的多样性可能的行星参数如何影响气候的类地行星。在这项工作中，我们调查的大气环流和气候的类太阳和M-矮星的类地系外行星的轨道上广泛的可能的行星参数，包括行星自转周期，表面压力，入射恒星通量，表面重力，行星半径和云粒子大小。我们这样做使用的大气环流模式（GCM），其中包括非灰色辐射转移和云的影响。从这套模拟的结果一般表现出定性相似的依赖关系的环流和气候的行星参数作为理想化的GCM，与定量的差异，由于包括额外的模型物理。值得注意的是，我们发现有效云粒子大小是一个关键的未知参数，可以极大地影响类地系外行星的气候。我们证实了低和高白昼侧云覆盖率的同步旋转的类地行星旋转周期增加之间的过渡。我们确定，这种云的过渡是由于涡驱动的收敛附近的亚恒星点，不应该是参数化依赖。最后，我们计算全相位光变曲线从我们的模拟行星绕M-矮星，发现改变入射恒星通量和旋转周期影响可观察到的属性的类地系外行星。我们的GCM结果可以指导对未来太空望远镜观测到的广泛可能的类地系外行星的行星气候的预期。
2019-02-08 astro-ph.EP
Overcoming the limitations of the energy-limited approximation for planet atmospheric escape
行星大气组成、变率和演化的研究需要适当的理论和数值工具来估计关键的大气参数，其中质量损失率往往是最重要的。在进化研究中，通常使用能量限制公式，该公式因其简单而具有吸引力，但忽略了重要的物理效应，并且在许多情况下可能不准确。为了克服这个问题，我们考虑了最近开发的网格约7000一维高层大气流体动力学模型计算了广泛的行星与氢为主的大气，我们从中提取的质量损失率。网格边界是行星质量的[1：39] MEARTH，行星半径的[1：10] REARTH，平衡温度的[300：2000] K，主星质量的[0.4：1.3] MSUN，轨道间隔的[0.002：1.3] au，恒星X射线和极紫外光光度的[10^{26}：5*10^{30}] erg/s。然后，我们推导出一个解析表达式的基础上拟合从网格中获得的值的大气质量损失率。该表达式提供了质量损失率作为行星质量、行星半径、轨道间距和入射恒星高能通量的函数。我们表明，这个表达式是一个显着的改进，能量有限的近似范围广泛的行星。这里提出的解析表达式可以在不增加计算时间的情况下显着更准确的行星演化计算。
2018-10-16 astro-ph.EP
Analysis of the planetary mass uncertainties on the accuracy of atmospherical retrieval
描述系外行星大气的特性依赖于几个相互关联的参数，这使得很难独立地确定它们。行星质量在决定大气层的尺度高度方面起着类似于气体平均分子量的作用。我们调查的行星质量知识的光谱检索的相关性，确定的情况下，需要质量测量的清晰或多云和主要或次要的大气，以及相关的精度，在欧空局M4阿里尔任务的背景下。我们使用TauREx模拟Ariel任务参考样本的代表性目标的Ariel透射光谱，假设不同的场景：热木星和热海王星的原始多云大气，以及超级地球的次级大气也表现出云的存在。我们提取的信息的各种性质的大气的情况下，未知的质量或质量具有不同的不确定性。我们还测试了信噪比如何影响不同波长范围的大气反演。我们准确地检索原始大气成分独立于质量的不确定性清晰的大气，而我们发现，高海拔云的不确定性增加。我们强调的重要性，信噪比的瑞利散射区域的频谱。对于二次大气的情况下，质量不确定性不大于50%是足够的检索大气参数，即使在云的存在。我们的分析表明，即使在最坏的情况下，50%的质量精度水平也足以产生可靠的检索，而在没有任何行星质量知识的情况下进行大气检索可能会导致多云的主要大气层以及次级大气层的偏差。
2022-12-02 astro-ph.EP
Doppler-imaging of the planetary debris disc at the white dwarf SDSS J122859.93+104032.9
围绕白矮星运行的碎片盘是残留行星系统的标志。我们提出了12年的光学光谱的金属污染的白矮星SDSS J1228+1040，它显示了稳定的变化形态的8600 Ca II三线态线轮廓从气体成分的碎片盘。我们确定了额外的发射线的O I，Mg I，Mg II，Fe II和Ca II在深共添加的光谱。这些发射功能（包括钙H & K）表现出广泛的强度和形态相对于彼此和钙II三重态，表明不同的强度分布的这些离子物种内的光盘。使用多普勒层析成像，我们表明，钙II三重态配置文件的演变可以被解释为一个固定的发射模式，在24-30年的范围内的周期的进动。钙II线配置文件的时间尺度上的变化，大致符合广义相对论进动的碎片光盘。
2015-11-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
The role of planetary interior in the long-term evolution of atmospheric CO2 on Earth-like exoplanets
内容：长期的碳酸盐-硅酸盐循环在地球气候演化中起着重要作用，因此，也可能是类地系外行星气候演化的重要机制。目的：我们研究了辐射成因地幔加热、地核大小和行星质量对大气$CO_2$分压演化的影响，以及板块构造驱动的长期碳循环控制大气$CO_2$分压的能力。方法：我们开发了一个箱模型，将碳循环与参数化的地幔对流联系起来。碳循环耦合到热演化通过板块速度，这取决于全球瑞利数。结果：我们发现大气$CO_2$压力随时间降低，最高可达10 Gyr以上的数量级。放射性同位素的丰度越高，导致$CO_2$压力越高。我们发现一个减小的瑞利数和板块速度朝向行星与较大的核心质量分数$f_c$，这导致较低的大气$CO_2$压力。由于内部温度较高，质量较大的行星可能有利于形成更多的$CO_2$丰富的大气层。结论：板块构造对地幔冷却的依赖性对大气$CO_2$压力的长期演化有重要影响。碳循环介导的板块构造是有效地调节行星气候的地幔放射性同位素丰度，行星质量和核心大小的广泛范围。在钍或铀地幔丰度高的行星上更有效的碳循环突出了绘制这些元素在潜在宜居系外行星的宿主恒星中的丰度的重要性。核心质量分数（$f_c\gtrsim 0.8$）较大的行星上碳循环效率低下，这强调了对地球大小的系外行星进行精确质量半径测量的重要性。
2021-03-17 astro-ph.EP
Searching for planetary signals in Doppler time series: a performance evaluation of tools for periodograms analysis
我们进行了一个比较分析的三种算法的性能，广泛用于确定显着的周期性的径向速度（RV）数据集：广义Lomb Scargle周期图（GLS），其修改后的版本的基础上贝叶斯统计（BGLS），和多频周期图计划称为FREquency DEComposer（FREDEC）。我们将算法应用于一套数值模拟（单个和多个）低振幅开普勒RV信号引起的低质量的同伴周围M-矮星小学。在理想化的最佳情况下（单行星、圆形轨道、白噪声），三种周期搜索方法的全局性能非常相似。然而，GLS、BGLS和FREDEC在正确识别更复杂的信号（包括恒星源、偏心轨道、多行星的相关噪声）时并不等同，其效率损失程度随系统参数而变化，完整性和可靠性水平下降。最大的差异记录在错误检测的数量上：GLS和BGLS采用的残差分析的标准方法在多个系统的情况下转化为大部分错误警报（$\sim30\%$），而不是同时多频搜索的FREDEC方法的$\sim10\%$。我们的研究结果加强了需要加强和进一步发展的最积极和有效的{ \it从头开始}战略的鲁棒识别RV数据集中的低振幅行星信号，特别是现在RV调查开始实现潜在的可居住的地球质量的行星周围的晚型恒星的敏感性。
2017-03-20 astro-ph.EP
Characterization of potentially habitable planets: Retrieval of atmospheric and planetary properties from emission spectra
越来越多的可能适合居住的类地行星和行星候选者被正在进行的行星搜索计划发现。寻找大气特征以确定行星的可居住性和生命的存在在未来可能是可能的。我们要量化的准确性检索大气参数，这可能是从红外发射光谱。我们使用的合成观测假设的可居住的行星，构造了一个参数化的大气模型，高分辨率的辐射转移模型和简化的噪声模型。经典的统计工具，如卡方统计和最小二乘拟合被用来分析模拟观察。当采用目前计划或提议的系外行星表征任务的设计时，我们发现发射光谱可以提供对类地行星表面条件的弱限制，从而提供它们潜在的可居住性。然而，这些飞行任务的设计不太可能允许描述一个可居住行星的大气层的组成，即使检测到二氧化碳。与目前的飞行任务设计相比，将信噪比提高约2-5倍（取决于光谱分辨率）后，可将CO2含量的特征确定为两个数量级以内。O3生物特征的检测仍然是边缘性的。大气温度结构不能被约束。因此，如果在二次日食或目标访问期间仅使用发射光谱学，则对大气层进行全面定性似乎超出了这类飞行任务的能力。可能还需要其他方法，如透射光谱学或轨道光度学，以提供额外的约束和打破简并。（节略）
2013-01-02 astro-ph.EP
Constraints on the mass and atmospheric composition and evolution of the low-density young planet DS Tuc A b
我们在ESO-3.6m处用HARPS对4000万年前的恒星DS Tuc A进行了径向速度（RV）监测，以确定其8.14天行星的行星质量，这是TESS首次揭示的。我们还在ESO-VLT上用HARPS和ESTERO观测了两次行星凌日，以测量Rossiter-McLaughlin（RM）效应和观测行星大气。我们用XMM观测测量了宿主的高能发射，以研究大气蒸发模型。我们采用高斯过程（GP）回归来模拟高水平的恒星活动，这比预期的RV行星信号大40倍以上。我们提取的透射光谱DS Tuc A b从ESTERO数据和搜索大气元素/分子通过单线检索和执行互相关与一组理论模板。通过一组模拟，我们评估了不同的情况下，大气光蒸发的行星引起的强XUV恒星辐射。虽然恒星活动阻止了我们从RV获得行星信号的清晰检测，但我们为DS Tuc A b设定了一个稳健的质量上限14.4 M_e。我们还确认，行星系几乎（但不是完全）对齐。与文献中提出的其他研究一致，恒星活动的强烈程度阻碍了对任何大气化合物的探测。从我们的网格模型中，DS Tuc A b的预期演化表明，在光蒸发阶段之后，行星半径将落在富尔顿间隙内。已知的年轻凌日行星的可用参数与其成熟对应物的分布的比较证实，前者的特点是密度低，DS Tuc A b是密度较低的行星之一。
2021-05-03 astro-ph.EP
Planetary population synthesis coupled with atmospheric escape: a statistical view of evaporation
我们应用流体动力学蒸发模型，以不同的合成行星的人口是从一个行星形成代码的核心吸积范例的基础上获得的。我们研究了使用几种蒸发模型，这是由逃逸流（X射线或EUV）的驱动力，在能量有限的蒸发制度，或两者兼而有之的加热效率区分的行星人口的演变。虽然行星人口的质量分布几乎不受蒸发的影响，但半径分布清楚地显示出在大约2 $R_{\oplus}$处的突变。我们发现蒸发会导致行星尺寸的双峰分布（Owen & Wu 2013），并导致轨道距离-行星半径平面中对角向下延伸的“蒸发谷”，将裸露的核心与保留了一些原始H的低质量行星分开/He。此外，这种双峰分布与行星种群的初始特征有关，因为低质量行星核只能吸积小的原始H/He包层，并且它们的包层质量与它们的核质量成正比。我们还发现，人口范围内的蒸发效应是不敏感的能量有限描述的加热效率。然而，在两种极端情况下，即没有蒸发或在蒸发模型中具有100\%的加热效率，最终的尺寸分布显示出显著的差异;这两种情况可以从$Kepler$候选物的尺寸分布中排除。
2014-09-09 astro-ph.EP
Influence of Planetary Rotation on Supersonic Flow of Lava Planets: A Two-Dimensional Horizontal Model Analysis
本研究针对熔岩行星大气流动研究忽略自转影响的问题，构建二维框架，基于一维轴对称解通过1/Ro展开推导非对称流动控制方程，首次探究自转对其超声速大气流动的影响，为相关观测与地质研究提供支撑。
2025-05-16 astro-ph.EP
Formation of Planetary Populations III: Core Composition & Atmospheric Evaporation
系外行星质量半径图显示，超级地球在给定质量下显示出广泛的半径，因此平均密度。使用行星人口合成模型，我们探索了形成这种分布的关键物理因素：行星的固体核心成分和大气结构。对于前者，我们使用平衡盘化学模型来跟踪整个形成过程中行星核心上的吸积矿物。对于后者，我们跟踪气体吸积在形成过程中，并考虑光蒸发驱动的大气质量损失，以确定什么部分的吸积气体逃逸后的磁盘阶段。我们发现，海王星和亚土星在小轨道半径（$\lesssim$ 0.1 AU）的大气剥离在短周期超级地球的形成中起着关键作用。岩心成分受其形成的圈闭的强烈影响。我们还发现，在小轨道半径$\lesssim$ 0.5 AU的类地行星组成和在大轨道$\sim$ 1 AU的富冰行星（质量高达50%）之间存在分离。这与从小轨道周期的低质量行星半径谷的观测位置推断出的类地平均密度很好地对应。我们的模型产生的行星半径与质量为$\sim$ 1- 3 M $_\oplus$的观测结果相当。在更大的质量，行星的吸积气体显着增加其半径大于大多数观测数据。虽然光蒸发影响小轨道半径$\lesssim$ 0.1 AU的行星，减少了这些行星半径的子集，并改善了我们的比较，但我们计算的种群中的大多数行星不受影响，因为它们在较大的分离处形成时FUV通量较低。
2020-07-13 astro-ph.EP
Neutron Star Planets: Atmospheric processes and habitability
在已知的大约3000颗中子星中，只有少数有亚恒星伴星。其中最著名的是毫秒脉冲星B1257+12周围的低质量行星。新的证据表明，观测偏差仍然可能掩盖大多数中子星周围各种各样的行星系。我们考虑了中子星行星的环境和物理过程，特别是X射线辐射和相对论脉冲星风对行星大气的影响。我们讨论了行星大气层的生存时间和行星表面的条件下，不同类型的中子星，并定义了一个中子星的宜居带。根据迄今为止脉冲星风的约束不足，B1257+12周围的两个超级地球都可能位于其宜居带内。
2017-05-22 astro-ph.EP
Modeling pN2 through Geological Time: Implications for Planetary Climates and Atmospheric Biosignatures
氮是地球上所有生命的主要营养素，并且很可能在地外生物圈中发挥类似的作用。地球表面氮的主要储存库是大气中的N2，但最近的研究提出，这个储存库的大小可能在地球历史的过程中波动很大，在新太古代的水平特别低-可能是生物活动的结果。我们使用了一个地球化学箱模型来测试哪些条件是造成大气N2压力大幅波动的必要条件。我们的模型的参数受到现代地球的观测和重建的生物质埋藏和氧化风化在深的时间。一个一维气候模式被用来模拟对大气气候的潜在影响。在第二组测试中，我们扰动了我们的盒子模型，以研究哪些参数对大气pN 2的演变影响最大，并考虑对其他行星上氮循环的可能影响。我们的研究结果表明，（a）在太古代，需要高速率的生物质埋藏，以将大气pN 2降低到不到现代水平的一半，（b）由此产生的对温度的影响可能已经通过增加太阳光度和pCO 2的温和增加得到补偿，以及（c）大气氧化可能通过氧化风化引发了逐步pN 2反弹。一般来说，生命似乎是类地行星上大气pN 2显著波动的必要条件。我们的研究结果进一步支持了这样一种观点，即富含N2和O2的系外行星大气是产氧生物圈的标志。
2016-12-08 astro-ph.EP
Understanding planetary context to enable life detection on exoplanets and test the Copernican principle
在系外行星上寻找生命的动机是生命可以改变其行星环境的普遍方式。大气中的气体，如氧气和甲烷是有希望的候选人，这种环境改造由于其生产将赋予进化的好处。然而，确认这些气体是由生命产生的，而不是由地球化学或天体物理过程产生的，将需要彻底了解行星的背景，包括预期的无生命行星的反事实大气演变。在这里，我们评估了目前对几个候选生物特征及其即将到来的可观测性的行星背景的理解。我们审查的背景框架，氧和描述如何固定的非生物氧的情况下可能是可测试的。与氧气相反，目前对行星环境如何控制非生物甲烷（CH $_4$）产生的理解是有限的，即使缺氧大气中的CH $_4$生物特征可以很容易地用詹姆斯韦伯太空望远镜检测到。我们评估了CH $_4$生物特征的环境背景，并得出结论，丰富的大气CH $_4$与CO $_4$共存，CO：CH $_4$ << 1是生物生产的暗示，虽然精确的阈值取决于恒星的背景和稀疏的非生物CH $_4$的特点。行星背景框架也被认为是替代或不可知生物签名。无论生命在宇宙中的分布如何，未来几十年对类地系外行星的观测将为无生命世界的大气演化提供定量的了解。这一知识将为未来的仪器要求提供信息，以证实其他地方存在生命或确认其明显不存在。
2022-03-01 astro-ph.EP
Carbon Monoxide Affecting Planetary Atmospheric Chemistry
CO是许多N2/CH 4大气中的重要成分，包括土卫六，海卫一和冥王星，并且在许多系外行星的大气中也被检测到。在实验室中已经进行了许多实验模拟，以了解N2/CH 4气氛中的化学，但很少有模拟包括CO在初始气体混合物中。CO对这些大气中发生的化学反应的影响仍然知之甚少。在一系列行星大气模拟实验中，我们研究了CO对低温（~100 K）下气相和固相化学的影响，实验中使用了CO、CH 4和N2的混合气体，CO的混合比例为0.05%~ 5%。我们发现，CO影响的气相化学，密度，和固体的组成。具体地说，随着初始气体中CO的增加，气相中产生的H2减少，而H2O、HCN、C2 H5 N/HCNO和CO2增加，而固体的密度、氧含量和不饱和度增加。结果表明，CO对我们的实验中发生的化学反应有重要影响，因此在行星大气中也有重要影响。
2017-05-23 astro-ph.EP
Long-Term Evolution of Close-in Sub-Neptunes and Outer Planetary Embryos: Atmospheric Mass Loss and Origin of Planets Inside and Outside the Radius Gap
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）
本研究通过碰撞诱导的大气质量损失解释了行星半径间隙的形成及近邻海王星类行星的稀有性。
2026-02-10 astro-ph.EP
Atmospheric thermal tides and planetary spin I. The complex interplay between stratification and rotation
热大气潮汐可以扭转地球行星远离自旋轨道同步旋转，如在金星的情况下观察到的。因此，他们参与确定这些行星的可能气候和大气层的一般环流。在这项工作中，我们写的热潮汐的动力学方程在一个旋转的行星大气的局部垂直分层的部分，考虑到完整的科里奥利加速度对潮汐波的影响。这使我们能够推导出解析的潮汐扭矩和潮汐耗散的能量，我们用它来讨论可能的制度的潮汐耗散和检查分层所发挥的关键作用。与早期的研究一致，我们发现，在同步附近的热大气潮汐力矩的频率依赖性可以近似的麦克斯韦模型。这种行为对应于弱稳定分层或对流流体层，如ADLM 2016 a中所观察到的。强稳定层结允许重力波传播，这使得潮汐扭矩变得可以忽略不计。这两种制度之间的过渡是连续的。传统的近似似乎是有效的，在薄的大气层和政权的旋转频率是由强迫或浮力频率占主导地位。根据大气对流的稳定性，观测到的系外行星可以被潮汐驱动到同步或异步的最终旋转速率。传统近似的适用范围受到计算的严格限制。
2017-09-28 astro-ph.EP
The hottest hot Jupiters may host Atmospheric Dynamos
热彗星已经证明自己是一个丰富的系外行星，在极端条件下测试我们的行星演化和大气动力学理论。在这里，我们提出了三维磁流体动力学模拟和分析结果表明，发电机可以保持在薄，稳定分层的热木星的大气中，独立于假定的深层次发电机。这种发电机是由来自行星主星的强烈不对称加热引起的电导率变化维持的。发电机的存在显著增加了表面磁场强度，并改变了整个行星磁场的几何形状，可能会影响恒星与行星的磁相互作用。
2017-04-13 astro-ph.EP
Impact of Changing Stellar and Planetary Magnetic Fields on (Exo)planetary Environments and Atmospheric Mass Loss
本文通过三维磁流体动力学模拟研究恒星与行星磁场强度变化对行星磁层结构和大气损失的影响，发现相对磁场强度决定磁层形态与质量损失率，并建立了描述质量损失率变化的解析方程。
2023-06-09 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Dynamical Evolution of Closely Packed Multiple Planetary Systems Subject to Atmospheric Mass-Loss
研究紧密堆积多行星系统在光蒸发和巨型撞击引起的大气质量损失下的动力学演化，发现稳定保留系统需较宽初始间距或质量损失上限，且紧凑共振链系统对此约束更严格。
2023-03-01 astro-ph.EP
Role of planetary obliquity in regulating atmospheric escape: G-dwarf vs. M-dwarf Earth-like exoplanets
我们提出了一个三种（H $^+$，O $^+$和E $^-$）多流体磁流体动力学（MHD）模型，赋予了必要的上层大气化学，能够准确地量化的氧离子损失的大小从“类地”系外行星在宜居带，其磁和旋转轴大致彼此重合。我们应用这个模型来研究从磁场的角度来调节大气损失的行星的引力的作用。对于类地系外行星绕太阳型恒星，我们表明，总的大气离子损失率对行星（磁）的依赖性是相对较弱的逃逸率之间变化的$2.19 \times 10^{26}$的$^{-1}$到$2.37 \times 10^{26}$的$^{-1}$。相比之下，在类地系外行星围绕晚型M-矮星运行的情况下，行星度可以影响大气逃逸率（$\sim$ $10^{28}$ s $^{-1}$）超过$2$（或$200\%$）的一个因子。因此，我们的模拟结果表明，行星的引力可能会发挥一个弱到中等的作用，只要保留的大气层（必要的表面可居住性）的关注。
2019-07-31 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Observations, Thermochemical Calculations, and Modeling of Exoplanetary Atmospheres
本论文作为一个整体的目的是提供更好地了解热木星行星通过观察，进行热化学计算，并模拟其大气。我们使用了斯皮策多波长二次日食观测和具有高信噪比的目标，因为它们的深日食使我们能够探测光谱特征的特征，并更确定地评估行星大气结构和成分。第一章是一个简短的介绍。第二章介绍了WASP-14 b的斯皮策二次日食分析和大气特征。WASP-14 b是一颗高辐射、热木星。通过在大气分析中应用贝叶斯方法，我们发现与理论预测相反，没有逆温。第三章介绍了WASP-43 b斯皮策卫星的红外观测、数据分析和大气特征。WASP-43 b是轨道最近的热彗星之一，它与一颗热木星一起绕着最冷的恒星之一运行。大气分析排除了在其昼侧大气中存在强烈的逆温现象。第4章介绍了开源热化学平衡丰度（TEA）代码及其对几颗热木星的应用。TEA在迭代拉格朗日优化方案中使用吉布斯自由能最小化方法计算气态物质的丰度。代码是用Python编写的，可通过http://github.com/dzesmin/TEA向社区提供。第5章介绍了我对开源贝叶斯大气辐射转移（BART）代码的贡献，以及它在WASP-43 b上的应用。BART根据观测到的光谱信息来表征行星大气。它建立了一个行星大气模型，进行辐射传输计算以产生行星光谱模型，并使用统计模块将模型与观测结果进行比较。
2016-04-10 astro-ph.EP
Three-dimensional atmospheric dynamics of Jupiter from ground-based Doppler imaging spectroscopy in the visible
本研究利用地基JIVE设备的可见光多普勒成像数据，首次绘制木星大气环流二维图并推导三维风场，结果与朱诺号数据定性吻合，经向流动测量仍待验证。
2024-04-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Galactic cosmic rays on extrasolar Earth-like planets: II. Atmospheric implications
（摘要）理论论证表明，靠近地球的系外行星可能有微弱的磁场。正如在配套文章（论文I）中所描述的，弱磁场导致高通量的银河宇宙射线到达行星大气的顶部。我们调查的影响，可能会导致从一个高通量的银河宇宙射线在整个大气层和行星表面。本文用空气簇射方法计算了类地大气（以N_2-O_2为主）在银河宇宙射线影响下的大气化学和温度变化。我们评估了大气生物特征分子的产生和破坏率。我们推导出行星的发射和透射光谱，以研究银河系宇宙射线对生物特征可探测性的影响。然后，我们计算得到的表面紫外线通量，表面粒子通量，和相关的等效生物剂量率。我们发现，高达20%的平流层臭氧被宇宙射线质子破坏。行星臭氧层的减少导致加权表面紫外线通量增加两个数量级恒星紫外线耀斑条件下。然而，由此产生的生物有效剂量率太低，不会强烈影响表面寿命。我们还研究了表面粒子通量：对于一个地球大气层的行星，降低磁屏蔽效率可以增加生物辐射剂量率的两倍。对于一个大气层较弱的行星（表面压力为97.8百帕），行星磁场对生物辐射剂量的影响要大得多，最多可改变两个数量级。
2016-03-21 astro-ph.EP
The Response of Planetary Atmospheres to the Impact of Icy Comets III: Impact Driven Atmospheric Escape
School of Physics and Astronomy, University of Leeds（利兹大学物理与天文学学院）；Institute for Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文研究所）
研究探讨了潮汐锁定行星和类地球大气在彗星撞击下的大气逃逸机制，发现撞击位置影响逃逸率，环流输送对氢气逃逸至关重要。
2026-03-10 astro-ph.EP
Planetary Radio Interferometry and Doppler Experiment (PRIDE) of the JUICE mission
本文介绍 PRIDE 技术如何利用地面 VLBI 与多普勒测量为欧空局 JUICE 任务提供航天器定位、行星大气、星历、重力场及等离子体研究支持，无需专用星载仪器。
2023-11-28 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
Thermo-Resistive Instability of Hot Planetary Atmospheres
在欧姆耗散、弱磁阻力和强风的存在下，热彗星和其他强受力系外行星的大气层容易受到热不稳定性的影响。当欧姆耗散率随温度的增加快于辐射（冷却）率时，不稳定性发生在以辐射为主的大气区域。不稳定域涵盖了特定的大气压力和温度范围，对于热的类地行星来说，通常是P ~ 3-300 mbar和T ~ 1500- 2500 K，这使得它成为解释一些这样的系外行星的昼侧热“反转”的候选机制。高水平的非热光电离抑制的不稳定性，在最近建立的观测趋势可能的协议。我们强调几个缺点的不稳定性处理在这里提出。了解的出现和结果的不稳定性，这应该会导致当地更热的大气层与更强的阻力水平，将需要全球非线性大气模型与足够的MHD处方。
2012-06-15 astro-ph.EP
Loss and fractionation of noble gas isotopes and moderately volatile elements from planetary embryos and early Venus, Earth and Mars
在这里，我们讨论了目前的知识状态，如何大气逃逸过程可以fracketnoble惰性气体同位素和中等挥发性的岩石形成元素，填充原始大气，岩浆海洋相关的环境，和灾难性的脱气蒸汽大气。不同行星储存库中的同位素和挥发性元素的变化保持了有关大气逃逸，成分甚至吸积物质来源的信息。我们总结了我们的知识，大气同位素比，并讨论了最新的证据，原金星和地球捕获小H $_2$为主的原始大气，失去了EUV驱动的流体动力学逃逸后，磁盘分散。所有相关的热和非热大气逃逸过程，可以压裂各种同位素和挥发性元素进行了讨论。还讨论了大型行星撞击物对早期大气、地壳和地幔的侵蚀。此外，我们还讨论了中等挥发性的元素，如放射性产热元素$^{40}$ K和其他岩石形成元素，如镁，也可以从岩浆海洋，起源于大的行星胚胎和吸积行星的脱气和损失。脱气元素从质量为$\geq$ \，M $_{\rm Moon}$的行星胚胎中逃逸，或者由于逃逸的H原子的流体动力学阻力，这些H原子来自更大质量的胚胎中的原始或蒸汽大气。我们讨论了这些过程如何影响最终的元素组成和比例，如K/U，Fe/Mg的早期行星和它们的积木。最后，我们审查的建模工作，限制金星，地球和火星的早期演变，通过复制他们的测量今天的大气$^{36}$ Ar/ $^{38}$ Ar，$^{20}$ Ne/ $^{22}$ Ne稀有气体同位素比和同位素的作用，对水的损失及其连接到早期火星的氧化…
2020-11-02 astro-ph.EP
The effects of stellar activity cycles on planetary atmospheric escape and the HeI 1083nm transit signature
Leiden Observatory, Leiden University（莱顿天文台，莱顿大学）；Centro de Astrobiología, CSIC-INTA（天体生物学中心，西班牙国家航空航天技术研究所/西班牙国家研究委员会）；Instituto de Astronomía Teórica y Experimental（理论与实验天文学研究所）
本研究模拟恒星活动周期对系外行星大气逃逸及HeI 1083nm凌星特征的影响，发现极大期氦特征更强，并解释远轨道吸收不减弱的现象，提出活动周期可解释观测矛盾。
2025-10-27 astro-ph.EP
Stellar activity and magnetic shielding
恒星活动对轨道距离小的行星有特别强的影响，例如近距离的系外行星。对于这样的行星，我们提出了两个极端的情况下，恒星的变化，即恒星日冕物质抛射和恒星风，这两个结果在行星环境是可变的时间尺度上的数十亿年。在这两种情况下，流动的等离子体与行星大气的直接相互作用将带来严重的后果。然而，在某些情况下，行星大气可以被强大的行星磁场有效地屏蔽。这种屏蔽的效率取决于行星的磁偶极矩，这是很难约束的模型或观测。我们提出了不同的因素，影响行星磁偶极矩的强度。影响进行了讨论，包括非热大气损失，大气生物标志物和行星的可居住性。
2010-05-03 astro-ph.EP
Space dust collisions as a planetary escape mechanism
据观察，持续轰击地球的超高速空间尘埃在大气层中产生巨大的动量流。一些快速的太空尘埃不可避免地会与大气系统相互作用，传递能量并移动粒子，从而产生各种可能的后果。本文研究了通过碰撞，空间尘埃的掠地成分可以促进大气颗粒的行星逃逸的可能性，无论它们是形成大气层的原子和分子还是更大尺寸的颗粒，并提供了支持性的估计。作为一个有趣的结果，漂浮在地球大气层中的是各种各样的粒子，它们包含着地球有机故事的蛛丝马迹，包括微生物生命和生命必需分子。本文将评估这种空间尘埃碰撞机制将其中一些生物成分推进空间的能力。
2017-11-06 astro-ph.EP
Atmospheric Escape Processes and Planetary Atmospheric Evolution
任何行星表面的可居住性都是由其内部、表面和大气层的复杂演化决定的。恒星的电磁和粒子辐射驱动行星大气的热、化学和物理变化，包括逃逸。许多已知的太阳系外行星经历了与我们太阳系截然不同的恒星环境：如果我们要评估其他恒星周围世界的可居住性，那么了解在各种条件下导致大气逃逸和演化的各种过程至关重要。行星和天体物理学界之间遇到的一个问题是缺乏描述逃逸过程的共同语言。每一个社群都有可能被另一个社群质疑的习惯近似，例如天体物理学家的H主导热层假说，或行星科学家的恒星类似太阳的性质。由于系外行星正在成为探测生命的主要目标之一，因此需要一套共同的定义和假设。我们回顾了行星和系外行星大气演化的不同逃逸机制。我们提出了一个共同的定义，不同的逃生机制，我们显示的重要参数时，考虑到在一个星球上的逃生时间进行评估。我们表明，范例的磁场作为一个大气屏蔽应该改变，最近的工作在地球大气中的氙的历史给出了一个优雅的解释，其富集在较重的同位素：所谓的氙悖论。
2020-03-06 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
51 Peg b revisited with VLT/CRIRES+. Constraints on atmospheric thermal structure, chemical composition, and an alternative orbital solution
Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Exzellenzcluster Origins（起源卓越集群）；Georg-August-Universität Göttingen（哥廷根大学）；Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)（波茨坦阿基米德天体物理研究所）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
通过VLT/CRIRES+高分辨率发射光谱，利用交叉相关和贝叶斯反演，约束了非凌星热木星51 Peg b的大气热化学、动力学性质，并测量了其轨道半振幅、表面重力、质量和轨道倾角。
2026-05-22 astro-ph.EP
Ohmic Dissipation in the Atmospheres of Hot Jupiters
热木星的大气层呈现出快速、弱电离的风。这些风与行星磁场的相互作用对风产生阻力，并导致感应电流的欧姆耗散。我们研究欧姆耗散的大小在代表性的，三维大气环流模型的热木星HD 209458 b。我们发现，欧姆耗散可以达到或超过1%的恒星日射功率在最深的大气层中，在模型和没有拖曳风。这样的能量在深层大气中消散，似乎足以减缓行星的收缩，并解释了热彗星典型的膨胀半径。这种大气场景不需要顶部绝缘层或深入行星内部的径向电流。最深大气层中的环流实际上可能是由空间上不均匀的欧姆耗散驱动的。需要对磁阻力和欧姆耗散进行一致的处理，以进一步阐明磁效应对大气和热超导体收缩内部的影响。
2010-09-16 astro-ph.EP
Atmospheric Circulation and Cloud Evolution on the Highly Eccentric Extrasolar Planet HD 80606b
斯皮策对高偏心率（e~0.9）热木星HD 80606 b的观测提供了一些在系外行星大气中工作的物理学的最佳探测。通过观测HD 80606 b在其近点通过期间，大气辐射，平流和化学时标可以直接测量和用于约束基本的行星性质，如旋转周期，潮汐耗散率，和大气成分（包括气溶胶）。在这里，我们提出了三维大气环流模型HD 80606 b，旨在进一步探索大气物理塑造HD 80606 b的观测斯皮策相位曲线。我们发现，我们的模型，假设行星旋转周期的伪同步旋转周期的两倍，最好的再现观测HD~ 80606 b近拱点通过斯皮策的相位变化。此外，我们发现，在HD 80606 b的大气近拱点通道附近的云的快速形成/消散和垂直运输可能形状的观测相位变化。我们预测，在可见光波段近拱点附近的观测可以限制HD 80606 b大气中主要云种的组成和形成/平流时间尺度。偏心轨道上的系外行星所经历的时变强迫为研究行星大气中的辐射、动力学和化学过程提供了一个独特而重要的窗口，也是系外行星观测与理论之间的重要联系。
2017-06-01 astro-ph.EP
Planetary radio interferometry and Doppler experiment as an operational component of the Jupiter Icy Moons Explorer mission
本文介绍了作为JUICE任务科学组件的PRIDE的运行与工程接口，开发了支持航天器与自然射电源并发观测的调度软件，并通过金星飞越模拟验证了PRIDE技术对天体星历的改进潜力。
2024-08-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
Following up the Kepler field: Masses of Targets for transit timing and atmospheric characterization
我们确定了一组由开普勒观测到的行星系，值得过境时间变化（TTV）分析过境行星的轨道周期，其过境时间的不确定性和开普勒任务期间观察到的过境次数。我们确认4个KOI在多候选系统中的行星性质。我们向前模型的每个行星系确定，以确定哪些系统可能产生质量的限制，可能会显着改善后，与后续的过境观测。我们发现在27个系统中，预计的TTV在6000天后发散超过90分钟，其中包括22个轨道周期超过25天的行星。这些目标将从更多的过境时间数据中获益最大。TTV的后续行动可以将系外行星的特征描述推向更低的质量，更大的轨道周期和更低的平衡温度，而不是目前仅从开普勒数据集获得的数据。结合TTV和最近修订的恒星参数，我们描述了一个系综的均匀选择的行星，并确定行星在开普勒领域与足够大的估计传输环的大气特性与JWST。
2021-05-27 astro-ph.EP
Giant impacts preferentially remove low-mass atmospheres: a generalised scaling law for impact-driven atmospheric loss
University of Bristol（布里斯托大学）
本研究通过三维模拟发现巨大撞击优先剥离低质量大气，提出包含大气质量的新标度律，并应用于太阳系形成模拟，揭示了撞击随机性对行星大气多样性的关键塑造作用。
2026-10-06 astro-ph.EP
The High-Resolution Transmission Spectrum of HD 189733b Interpreted with Atmospheric Doppler Shifts from Three-Dimensional General Circulation Models
在高光谱分辨率下，可以检测到由热对流层中旋转和能量再分配的相互作用引起的风模式的特征，但还没有尝试将大气环流模式（GCM）的预测与观测到的高分辨率光谱进行直接比较。我们提出了第一个这样的近红外透射光谱的热木星HD 189733 b的比较。探索12个旋转速率和两个化学制度，我们已经创建了模型光谱从3-D GCM和交叉相关的观测光谱。通过与HD 189733 b模型的比较，我们得到了三个关键结果：（1）确认了行星大气中CO和H $_2$的探测显著性为8.2 $σ$ ;（2）恢复了$\sim$ mbar气压下$\sim$ km/s昼夜风的特征;（3）我们将行星的自转周期限制在1.2至4.69天之间（同步自转（2.2天）与现有观测结果保持一致）。我们的研究结果没有受到1-D模型作为互相关模板的缺点-主要是这些模型往往过度约束较慢的旋转速率，并显示出异常蓝移的证据。相反，我们的3D模型通过自洽地包括高海拔昼夜风的影响来匹配观测到的这颗行星的视线速度。总体而言，我们发现HD 189733 b观测和我们基于GCM的光谱之间具有高度的一致性，这意味着物理和化学在当前的3-D正演模型中得到了充分的描述，以便在高光谱分辨率下解释观测结果。
2019-04-04 astro-ph.EP
Retrieving Exoplanet Atmospheres using Planetary Infrared Excess: Prospects for the Nightside of WASP-43 b and other Hot Jupiters
为了增加未来大气表征工作的样本量，我们建立在行星红外过量（PIE）技术，已被提出作为一种手段来检测和表征的热光谱过境和非过境系外行星使用足够宽的波长覆盖范围，以独特的约束恒星和行星的光谱成分从空间未解决的意见。我们进行了同步检索的原型行星WASP-43 b在其原始配置和非过境配置的恒星和行星光谱，以确定PIE技术的有效性，用于表征行星的夜面大气热结构和组成，使用典型的出过境JWST观测。我们发现，使用PIE与JWST应该使恒星和行星的光谱被解开，没有看到两个通量源之间的简并，从而允许强大的约束行星的夜面热结构和水的丰度被检索。通过结合来自NIRISS、NIRSpec和MIRI的光谱实现的宽波长覆盖使得PIE检索的精度在使用传统的二次日食测量所获得的精度的10%以内，尽管单独使用MIRI的中红外观测可能面临高达3.5倍的行星辐射温度精度。对于半径先验不受约束的非凌日行星，我们能够使用解决恒星和行星光谱峰值的数据来识别和打破行星半径和辐照温度之间的简并性，从而可能增加适合JWST和其他未来任务概念的大气特征的行星数量。
2021-10-05 astro-ph.EP
Constraining stellar rotation and planetary atmospheric evolution of a dozen systems hosting sub-Neptunes and super-Earths
我们约束行星大气质量分数的时间的分散的原行星盘和恒星自转速率的演变为十几个多行星系统，主机子海王星和/或超级地球。我们采用了一个定制开发的Python代码，我们称之为Pasta（行星大气和恒星旋转rAtes），它在贝叶斯框架内运行，以模拟系外行星的大气演化。该代码结合了MESA恒星演化轨迹，描述行星结构的模型，恒星旋转和活动水平相关的模型，以及基于流体动力学模拟结果预测行星大气质量损失率的模型。通过MCMC方案，我们检索了所有考虑的参数的后验PDF。对于大于2 Gyr的年龄，我们发现$\bar{y}=0.38_{-0.27}^{+0.38}$的中位自旋下降（即$P(t)\propto t^y$），表明旋转衰减略慢于经典文献值（$\approx$ 0.5），但仍在$1σ$范围内。在年轻的时候，我们发现了一个中等的自旋下降（即$P(t)\propto t^x$）的$\bar{x}=0.26_{-0.19}^{+0.42}$，这是低于在年轻的疏散星团中观察到的，但在$1σ$。然而，这两个结果可能是由于选择偏差，因为适合Pasta分析的系统至少包含一颗以氢为主的大气的行星，这意味着主恒星更有可能演变为一个缓慢的旋转体。我们进一步寻找所考虑的行星的初始大气质量分数和系统参数之间的相关性，但没有找到任何。TESS、CHEOPS和PLATO任务将有助于识别和精确测量符合帕斯塔分析的系统，从而可能…
2021-10-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
The test case of HD26965: difficulties disentangling weak Doppler signals from stellar activity
我们报告发现的径向速度信号，可以解释为一个行星质量的候选人绕K矮星HD 26965，轨道周期为42.364 $\pm$ 0.015天，或者，作为残留的，未校正的旋转活动的存在下的数据。观察结果包括来自HIRES、PFS、CHIRON和HARPS的数据，其中在16年内进行了1，111次测量。我们对HD 26965 $b$的最佳解与超级地球一致，它的最小质量为6.92 $\pm$ 0.79 M $_{\oplus}$，轨道距离其主星0.215 $\pm$ 0.008 AU。我们已经分析了光谱活动指标和径向速度之间的相关性，从每个仪器，显示适度的相关性，我们包括在我们的模型。从这个分析中，我们恢复了$\sim$ 38天的信号，这符合一些文献值的恒星自转周期。独立的Mt。威尔逊HK数据这颗恒星，我们发现了一个显着的42天信号减去较长的周期磁周期后的证据，对这一时期的行星假说表示怀疑。虽然我们的统计模型强烈表明，42天的信号是多普勒的起源，我们的结论是，恒星旋转的残余影响很难完全建模，并从这个数据集中删除，突出的困难，以解开小行星信号和光球噪声，特别是当轨道周期接近恒星的旋转周期。这项研究为今后的工作提供了一个很好的测试案例，这些工作的目的是利用径向速度测量来探测围绕“类太阳”恒星运行的小行星。
2018-01-11 astro-ph.EP
The Dark Planets of the WASP-47 Planetary System
系外行星的发现已经证明了行星系结构的广泛性。从行星形成和轨道动力学演化的角度来看，紧凑型行星系的人口统计特别有趣。另一个有趣的人口统计是在偏心轨道上的巨行星，因为这些行星可能有一个动力学的历史，涉及行星-行星散射事件。WASP-47系统特别吸引人，因为它结合了这两种人口统计，既有紧凑的行星轨道，又有一颗巨大的行星在系统宜居带的偏心轨道上。在这里，我们提供了一个分析的WASP-47系统从大气探测和表征的角度。我们讨论了系统架构和额外的长周期行星的潜力。我们模拟预期的相位变化作为行星轨道相位的函数的系统，由于行星的综合效应。我们目前的分析WASP-47从K2任务，分阶段对每个行星的精密测光。分析排除了两个最内部行星的相位特征的检测，从而限制了它们的太阳和大气特性。我们的研究得出结论，WASP-47 b是一个"黑暗"行星的例子，其暂定几何常数为0.016，1 $σ$上限为0.17。WASP-47 e的数据与大范围的日冕相一致，但也显示出早期证据表明日冕相对较低。越来越多的暗短周期巨行星为研究低相对湿度对大气成分的依赖提供了理想的样本框架。
2020-03-17 astro-ph.EP
Exploring the surface of HD 189733 via Doppler shadow analysis of planetary transits
Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto（葡萄牙波尔图大学空间与天体物理研究所）；Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto（葡萄牙波尔图大学理学院物理与天文系）；INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）
研究利用ESPRESSO光谱仪分析HD 189733表面的中心到边缘变化，通过多普勒阴影技术区分恒星和行星贡献，揭示恒星大气层特征。
2026-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Velocity-imaging the rapidly precessing planetary disc around the white dwarf HE 1349-2305 using Doppler tomography
在白矮星的大气层中存在行星物质是很常见的，人们认为这些物质是由微行星的潮汐破裂产生的尘埃碎片盘吸积而成的。大约百分之五的这些光盘主机的共轨气体成分检测通过发射从原子跃迁-通常是8600埃CaII三重态。这些发射曲线在形态和强度上都可以是高度可变的。此外，在一些系统中的形态变化已被证明是周期性的，可能是由一个apperialally旋进不对称盘。已知的气体碎片光盘，围绕HE 1349 -2305具有最迅速发展的发射谱线形态，我们提出了更新的光谱学的钙三重态的这个系统。额外的观测结果表明，发射谱线形态周期性地变化，并一致，我们限制的周期为两个别名459 $\pm$ 3d和502 $\pm$ 3d。我们产生的图像的钙三重态发射光盘在速度空间中使用多普勒层析成像-只有第二个这样的成像的白矮星碎片光盘。我们认为，这些速度图像的不对称性产生的气体运动的偏心轨道上的径向依赖的激发条件，通过光电离从白矮星。我们还获得了短节奏（~ 4分钟）光谱，以寻找由于存在星子而导致的圆盘轨道周期（~小时）时间尺度上的变化，并排除了~ 1.4%水平的变化。
2021-10-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
archNEMESIS: an open-source Python package for analysis of planetary atmospheric spectra
本文介绍开源 Python 软件包 archNEMESIS，它将 NEMESIS 的行星大气辐射传输与光谱反演能力迁移至 Python，兼顾计算效率、易用性和可移植性。
2025-01-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
Planetary atmospheres Through Time: Effects of Mass Loss and Thermal Evolution
本文研究行星大气质量损失如何受热流体动力学逃逸与非热动力学效应共同驱动，揭示质量损失率对行星和恒星参数的复杂依赖，从而解释行星大气演化路径的多样性。
2024-02-21 astro-ph.EP
