Keck Observations in the INfrared of Taurus and $ρ$ Oph Exoplanets And Ultracool dwarfs (KOINTREAU) II: Two Young Bound Companions to Ophiuchus Stars
Institute for Astronomy at the University of Hawai‘i at Mānoa（夏威夷大学马诺阿分校天文研究所）；Department of Astronomy, California Institute of Technology（加州理工学院天文学系）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Institute for Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学天文研究所）；Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, California Institute of Technology（加州理工学院凯尔天文与天体物理中心）；P.E.S., Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸观测站）；California State University Northridge（北岭加州州立大学）
凯克望远镜发现两颗年轻恒星的伴星，其中一颗质量为3.4±0.7 M_Jup，另一颗可能为11.5±1.2或15.3±0.8 M_Jup。
2026-02-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. Measuring precise radial velocities in the near infrared: the example of the super-Earth CD Cet b
高分辨率，双通道，可见光和近红外光谱仪CARMENES为M矮星的恒星和系外行星研究提供了令人兴奋的机会。在这项工作中，我们解决的挑战，达到最高的径向速度精度可能与复杂的，主动冷却，低温仪器，如近红外通道。我们描述的仪器的性能和工作流程，用于获得精确的多普勒测量的频谱。这两个CARMENES通道的能力，以附近的M5.0 V恒星CD Cet（GJ 1057），我们宣布围绕它的一个超级地球（$4.0\pm0.4\,M_\oplus$）的同伴在2.29 d的轨道上的例子来证明小的系外行星。
2020-06-03 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Transmission spectrum of Earth as a transiting exoplanet - from the ultraviolet to the near-infrared
系外行星的透射光谱是描述岩石行星特征和探索其可居住性的工具。以地球为代表，模拟了大气截面随波长的变化，并给出了115 ~ 1000 nm范围内各种大气组分、瑞利散射和折射的影响。云对这张照片的影响并不显著，因为折射阻止了远距离观测者在地球-太阳模拟的过境几何中对大气层最低12.75公里处进行采样。我们计算了类地系外行星围绕类日恒星的日食光谱的有效行星半径。在200 nm以下，紫外（UV）O_2吸收使有效行星半径增加约180 km，而在760.3 nm处增加27 km，在近红外（NIR）处增加14 km，主要是由于折射。这意味着在UV-NIR波长范围内有效行星半径的变化为2.6%，表明紫外线是未来太空任务的一个有趣的波长范围。
2017-03-22 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Observing exoplanets in the near-infrared from a high altitude balloon platform
虽然存在大量已知的系外行星样本，但几乎没有光谱数据可以用于研究它们的全球大气特性。这种缺陷可以通过执行相位分辨光谱学来解决-连续光谱观测行星围绕其宿主恒星的整个轨道-过境系外行星。具有适合大气特征的行星的轨道周期长达数天，因此相位曲线观测是高度资源密集型的，特别是对于共用设施而言。在这项工作中，我们表明，从高空气球平台运行的红外光谱仪可以执行热行星型系外行星的相位分辨光谱，其性能与天基望远镜相当。以系外行星气候红外望远镜（EXCITE）实验为例，我们量化了我们预计从气球平台遇到的最重要的系统效应的影响。我们展示了像EXCITE这样的仪器将具有稳定性和灵敏度，以显着提高我们对系外行星大气的理解。这种仪器将补充目前和未来的天基近红外光谱仪器，并作为它们之间的重要桥梁。
2019-07-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Remote sensing of exoplanetary atmospheres with ground-based high-resolution near-infrared spectroscopy
由于现代仪器的进步，我们已经了解了许多质量和成分范围很广的系外行星。研究它们的大气层可以深入了解行星的起源、演化、动力学和可居住性。目前和未来的观测设施将通过使用更精确的观测、高分辨率光谱学和改进的分析方法来详细解决这些重要问题。我们研究了在近红外波段从预期的系外行星光谱中反演垂直温度分布和分子数密度的可行性。我们使用的测试情况下的CRIRES+，仪器在甚大望远镜，将在近红外1和5微米之间的分辨率R=100000和R=50000。我们还确定了最佳的波长覆盖范围和观测策略，以提高检索的准确性。利用热木星HD~ 189733 b的模拟辐射观测资料，利用最优估计方法反演了大气参数。辐射转移前向模型使用tauREx软件包的公共版本进行计算。我们的模拟表明，我们可以检索准确的温度分布在一个非常宽的范围内的大气压之间的1巴和$10^{-6}$酒吧取决于所选择的光谱区域。检索分子混合比非常具有挑战性，但在1.6微米和2.3微米左右的两个独立红外区域同时观测有助于获得准确的估计;系外行星光谱必须具有相对较高的信噪比S/N>10，而温度已经可以用我们在本研究中考虑的最低值（S/N=5）准确地推导出来。
2019-08-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Planet and star synergy at high spectral resolution. A rationale for the characterisation of exoplanet atmospheres. I. The Infrared
上下文高分辨率的系外行星大气光谱学正在迅速普及，以测量原子和分子物种的存在。虽然这种技术对地球大气层中的污染物吸收具有鲁棒性，但非稳态恒星光谱会产生不可忽略的噪声源，这些噪声可能会改变甚至阻止检测。目标。我们的目标是使用三维恒星模拟直接从观测中去除恒星的特征，并在与行星大气方法模板交叉相关之前。我们计算合成光谱从三维模拟恒星对流，我们把它们与一个分析模型再现正确的几何形状的过境系外行星。我们将该方法应用于HD 189733，并分析其托管系外行星的透射和发射光谱。此外，我们还分析了非凌日系外行星51 Pegasi b的发射光谱。结果我们发现一个显着的改善，在行星的可探测性时，删除恒星光谱与我们的方法。我们表明，该方法优于一个简单的参数化的恒星线轮廓或使用一维恒星模型。这是由于对流的内在处理，这使我们能够正确地再现不对称的谱线，模型中心到边缘的变化和Rossiter-McLaughlin效应。在51飞马座b的情况下，我们成功地确认了以前的试探性探测行星的K波段光谱由于改进抑制恒星残差。未来的高分辨率观测将受益于与恒星光谱学的协同作用，并可用于测试恒星大气中物理过程的正确建模。我们强调了建模技术和不透明度来源的知识的关键改进，以将这项工作扩展到较短的波长和较晚类型的恒星。
2019-09-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exoplanet Research with the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA)
当平流层红外天文观测台（SOFIA）的构想和第一个科学案例的定义，系外行星还没有被发现。然而，后来的研究表明，在行星凌日和日食期间，利用索非亚研究所的仪器，特别是HIPO-FLITECAM和FPI+光学和近红外仪器，进行光学和近红外测光和分光光度跟踪观测是可行的。此外，与这一研究领域的其他地面和空间观测站相比，SOFIA空基平台具有许多独特的优势。在这里，我们将概述这些理论优势，介绍一些科学案例和SOFIA前五个观测周期的两个观测结果--用HIPO观测热木星HD 189733 b，用FLIPO和FPI+观测超级地球GJ 1214 b。基于这些早期的产品可用于这个科学案例，我们评估SOFIA的潜力和未来的前景在平流层的光学和红外系外行星分光光度计领域。
2017-11-07 astro-ph.EP astro-ph.IM
Understanding Exoplanet Atmospheres with UV Observations II: The Far UV and Atmospheric Escape
未来十年，系外行星大气分析的重点将是红外波长，计划发射詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）和宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）。然而，如果不将其置于更广泛的波长覆盖范围内，特别是在光学和紫外线方面，红外线观测产生的系外行星大气层图像并不完整。在蓝色光学和近紫外（NUV）观测中编码的散射信息可以帮助确定在红外线中观察到的静音光谱特征是由于朦胧/多云的大气，还是具有较高平均分子量的清晰大气。进一步进入紫外线，观测可以识别大气逃逸和系外行星大气的质量损失，从而更好地了解系外行星的大气演变，以及来自云层上方的成分信息。在本白皮书中，我们重点介绍了远紫外（FUV）系外行星观测的科学案例;由Jessie Christiansen领导的附带白皮书将重点介绍近紫外（NUV）和蓝色/光学的科学案例。
2019-03-26 astro-ph.EP
Exoplanet science with a space-based mid-infrared nulling interferometer
系外行星科学的长期目标之一是对大样本（>100个）类地行星进行（大气）定性，以评估其潜在的可居住性和总体多样性。因此，对各种飞行任务构想的科学回报进行定量评价和比较至关重要。在这里，我们讨论的系外行星产量的天基中红外（MIR）调零干涉仪。我们使用蒙特卡罗模拟，根据开普勒任务观察到的行星人口统计数据，量化可检测到的系外行星（包括）的数量和属性。潜在的可居住的行星），并将结果与大口径光学/近红外太空望远镜的结果进行比较。我们研究了基本技术假设（灵敏度和空间分辨率）的变化如何影响结果，并讨论了影响波长覆盖范围和光谱分辨率选择的科学方面。最后，我们讨论了在MIR波段探测系外行星的优势，总结了一些关键技术的现状，并描述了在进一步的技术发展方面需要做些什么，为基于空间的MIR调零干涉仪的系外行星科学铺平道路。
2018-08-09 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The MIRI Exoplanets Orbiting White Dwarfs (MEOW) Survey: Mid-Infrared Excess Reveals a Giant Planet Candidate around a Nearby White Dwarf
MEOW巡天在邻近白矮星WD 0310-688处探测到中红外超，首次在0.1-2 AU禁区内发现巨行星候选体，为白矮星行星研究提供关键样本。
2024-08-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
GPI 2.0: Characterizing Self-Luminous Exoplanets Through Low-Resolution Infrared Spectroscopy
太阳系外行星的直接成像特征通常是在低光谱分辨率下完成的。我们为双子座行星成像仪升级（GPI 2.0）的摄谱仪建模，并评估该仪器允许观察者通过分析近红外光谱来约束系外行星属性的潜力。我们模拟了噪声观测，然后通过与Sonora 2018模型网格的极大似然比较计算后验分布。初步结果表明，GPI 2.0应该允许观测者以足够的精度限制温度，但重力仍然很大程度上不确定。我们还探讨了将卷积与仪器线扩展函数到我们的模拟的影响，并与我们的初步研究结果进行比较。
2022-08-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
A ground-based near-infrared emission spectrum of the exoplanet HD 189733b
使用红外光谱探测分子探测系外行星大气的条件和组成。水（H2O），甲烷（CH 4），二氧化碳（CO2），和一氧化碳（CO）已被检测到在两个热蒸馏器。这些先前的结果依赖于不提供2.4 - 5.2微米光谱区域的光谱能力的天基望远镜。在这里，我们报告了HD 189733 b在2.0-2.4微米和3.1-4.1微米之间的昼侧发射光谱的地面观测结果，在那里我们发现了明亮的发射特征。在与天基仪器重叠的地方，我们的结果与以前的测量结果非常一致。在~3.25微米处的特征是出乎意料的，并且难以用假设在通常通过红外测量采样的1巴至1 × 10-6巴压力下的局部热力学平衡（LTE）条件的模型来解释。对这一特征最可能的解释是，它来自甲烷的非LTE排放，类似于我们自己的太阳系行星大气中所看到的。这些结果表明，在解释强辐射系外行星的测量结果时，可能需要考虑非LTE效应。
2010-02-12 astro-ph.EP
The influence of non-isotropic scattering of thermal radiation on spectra of brown dwarfs and hot exoplanets
本文采用二次叠加的辐射转移程序计算了近红外热发射光谱，其中包括云和霾的散射。初始温度廓线和云光学厚度取自漂移凤凰棕矮星模型。众所周知，与忽略云时相比，云粒子会改变光谱。云层减少了近红外光谱的通量，使其比晴空情况下更红。我们还确认，光谱计算中不包括散射可能会导致光谱在幅度和随波长的变化方面产生百分之几十的误差。这对于大于波长并且其中仅含有少量铁的粒子尤其明显。散射粒子将显示比吸收（例如铁）粒子更深的吸收特征，并且粒子大小也将影响计算的红外颜色。大颗粒也往往是强烈的前向散射，我们表明，在这种情况下，假设各向同性散射也会导致非常大的误差的频谱。因此，当大气中存在云时，在选择热平衡或光谱计算的辐射转移方法时必须小心。除了辐射转移方法的选择外，模型预测的粒子类型也会改变关于红外颜色和痕量气体丰度的结论。因此，当从系外行星或褐矮星的直接红外观测以及凌日系外行星的二次日食测量中推导温度分布或气体丰度时，了解云的散射特性至关重要，因为散射云会改变深度气体吸收特征等。因此，忽略云的存在可以产生与真实大气特性显著不同的检索特性。
2011-06-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exoplanetary Systems with SAFARI: A Far Infrared Imaging Spectrometer for SPICA
远红外光谱窗口是一个广泛的光谱诊断的主机，用于研究行星盘系统和太阳系外行星，其波长完全被地球大气层阻挡。这些包括碎片盘中尘埃带的热辐射、原行星盘“雪线”中的水冰特征以及许多关键的化学物种（O、OH、H2O、NH3、HD等）。这些示踪剂在许多关键领域发挥着关键的诊断作用，包括行星形成的早期阶段和潜在的系外行星。拟议中的日本主导的红外空间望远镜SPICA及其3米级冷却镜（~5 K）将是欧空局赫歇尔空间天文台（2009年5月成功发射）之后在灵敏度方面的下一个步骤。SPICA是欧空局宇宙愿景~2015-2025进程中的一项候选“M-任务”。我们总结了SAFARI的科学可能性：一种远红外成像光谱仪（覆盖~34- 210 um波段），是SPICA的一套仪器之一。
2010-02-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
Characterization of Low Mass K2 Planet Hosts Using Near-Infrared Spectroscopy
我们提出了中等分辨率的近红外光谱在$H, J$和$K$波段的M矮主机的美国宇航局的K2任务发现的候选过境系外行星。我们采用已知的光谱特征和恒星物理性质之间的经验关系来测量我们的样品的有效温度，半径，金属丰度和光度。在K2的56颗晚型恒星的初始样本中，我们确定了35个M矮星。对于该子样品，我们推导出从$2,870$到$4,187$ K的温度范围、$0.09-0.83$ $R_{\odot}$的半径、$-2.67<log L/L_{\odot}<-0.67$的光度以及$-0.49$和$0.83$ dex之间的[Fe/H]金属丰度。然后，我们采用来自光谱的恒星特性，与K2光变曲线，以表征他们的行星。我们报告了33颗系外行星候选者，轨道周期从0.19到21.16天不等，中值半径和平衡温度分别为2.3 $R_{\oplus}$和986 K。利用文献中的行星质量-半径关系，我们确定了7颗系外行星可能是岩石行星，尽管我们得出的结论是，可能没有一颗行星位于其母星的可居住区。
2018-08-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Infrared-Radio-follow-up Observations for Detection of the Magnetic Radio Emission of Extra-Solar Planets: A New Window to Detect Exoplanets
本文提出利用Roman望远镜探测微透镜事件并结合SKA射电随访观测，通过系外行星磁层射电辐射直接探测系外行星并测量其磁场强度，模拟显示7个观测季内约1317颗行星可被探测。
2024-07-08 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
Space-based infrared interferometry to study exoplanetary atmospheres
寻找其他可居住的世界，并在其中寻找生命，是现代天文学的主要目标。实现这些目标的一种方法是在广泛的波长范围内获得大量系外行星的高质量光谱。虽然美国目前研究的概念主要集中在可见光/近红外波长上，即用反射光探测行星，但描述行星大气特征的一个引人注目的替代方法是中红外波段（5-20~ $μ$ m）。事实上，中红外观测提供了关于大气存在、表面条件（例如，温度、压力、可居住性），以及重要物种如H $_2$ O、CO $_2$、O $_3$、CH $_4$和N $_2$ O的大气组成。这些信息对于研究系外行星的潜在可居住性和在宇宙中寻找生命方面取得进展至关重要。然而，由于地球大气层的亮度和湍流，从地面获取系外行星的高质量中红外光谱极具挑战性。在本文中，我们提出了一个基于空间的中红外干涉仪的概念，可以解决这一观测挑战，并讨论了发射这样一个复杂的仪器所需的主要技术发展。
2018-12-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
NASA's Pandora SmallSat Mission: Simulated Modeling and Retrieval of Near-Infrared Exoplanet Transmission Spectra
Space Science Institute（空间科学研究所）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；School of Earth and Space Exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与空间探索学院）；Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院地球、大气与行星科学系）；Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究研究所）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Steward Observatory, The University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）；Lunar and Planetary Laboratory, The University of Arizona（亚利桑那大学月球与行星实验室）
Pandora小卫星任务通过近红外光谱分析系外行星大气，提供高精度吸收物丰度约束，并与JWST协同提升大气表征能力。
2026-03-04 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
NIGHT: a compact, near-infrared, high-resolution spectrograph to survey helium in exoplanet systems
本文提出NIGHT近红外高分辨率光谱仪，通过巡天监测1083nm氦三重线吸收，以低成本设计系统研究系外行星大气逃逸，并扩大蒸发大气行星样本。
2023-10-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Water, Methane, and Carbon Dioxide Present in the Dayside Spectrum of the Exoplanet HD 209458b
我们用哈勃空间望远镜上的NICMOS仪器测量了HD 209458 b在1.5- 2.5微米之间的昼侧光谱。出现的光谱主要是由于甲烷（CH 4）和水蒸气（H2 O）的存在下，与二氧化碳（CO2）的贡献较小的功能。将此近红外光谱与现有的中红外测量相结合，表明存在温度反演，并证实了先前光度测量的解释。我们找到了一个家庭的合理的解决方案的分子丰度和详细的温度分布。从观测上解决丰度和温度之间的不确定性需要（1）改进向阳面发射光谱的波长覆盖或光谱分辨率，或者（2）丰度测定对温度结构不太敏感的透射光谱。
2009-08-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Transiting exoplanets with the Mid-InfraRed Instrument on board the James Webb Space Telescope: From simulations to observations
本文利用 MIRI LRS 对凌日系外行星观测进行端到端逼真模拟，并结合 L168-9b 实测数据验证分析流程，揭示仪器系统效应对光谱提取的影响。
2024-03-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
On-sky performance and prospects of near-infrared CMOS detectors in exoplanet detection: first year of SPIRIT
Cavendish Laboratory（卡文迪许实验室）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)（加那利群岛天体物理研究所）；Astrobiology Research Unit, Université de Liège（列日大学天体生物学研究单元）；Department of Earth, Atmospheric and Planetary Science, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院地球、大气与行星科学系）；School of Physics & Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学院）
本文报道了SPECULOOS项目中SPIRIT红外CMOS探测器首年的实测性能，验证其可实现千分之一以下测光精度，为冷恒星系外行星探测提供了高性价比的技术方案，具有良好应用前景。
2026-10-15 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Characterizing exoplanetary atmospheres through infrared polarimetry
行星可以发出偏振的热辐射，就像棕矮星一样。我们提出了计算热的系外行星的热极化信号，使用先进的辐射转移代码，完全包括所有订单的气体分子和云粒子的散射。该代码在空间上解决了行星盘，允许模拟水平非均匀行星。我们的研究结果表明，线偏振度，P，系外行星的热辐射预计是最高的行星的边缘附近，这P取决于温度及其梯度，散射特性和云粒子的分布。在球对称行星的盘面上积分，热辐射的P等于零。然而，对于那些看起来不对称的行星，例如由于平坦，大气层中的云带或斑点，白天和黑夜的差异，和/或模糊的环，P通常大于0.1%，在有利的情况下，甚至在近红外波长处达到百分之几。探测热极化信号可以获得行星的参数，否则很难获得：它立即确认云的存在，然后P可以限制大气的不均匀性和由于行星的旋转速率而导致的平坦化。对于纬向对称的行星，偏振角将产生行星自转轴垂直于视线的分量。最后，我们的模拟表明，P通常比热通量对多云行星大气层的变化更敏感，因此可以更好地揭示某些动力学过程。
2011-08-05 astro-ph.EP
Near-infrared transit photometry of the exoplanet HD 149026b
凌日系外行星HD 149026 b是行星形成和行星结构理论的一个重要案例，因为这颗行星相对较小的尺寸被解释为高度金属富集的证据。本文介绍了用哈勃空间望远镜的近红外照相机和多目标光谱仪在1.1- 2.0 $μ$ m波长范围内对4次凌日的观测结果。对光变曲线的分析给出了迄今为止对恒星平均密度最精确的估计，即$ρ_\star = 0.497^{+0.042}_{-0.057}$ g cm $^{-3}$。通过要求观测到的恒星性质（包括$ρ_\star$）和恒星演化模型之间的一致性，我们改进了恒星半径的估计：$R_\star = 1.541^{+0.046}_{-0.042}$ $R_\sun$。我们还发现了一个比在光学和中红外波长下测量的更深的过境。总的来说，这些发现意味着行星半径为$R_p = 0.813^{+0.027}_{-0.025}$ $R_{\rm Jup}$，比之前的估计要大。行星内部的模型仍然需要金属富集的成分，尽管所需的金属富集程度降低了。也有可能更深的NICMOS凌日是由行星大气层中成分的波长依赖性吸收引起的，尽管简单的模型大气层并没有预测这种效应足以解释这种差异。我们使用4个新测量的凌日时间来计算一个改进的凌日星历。
2009-02-09 astro-ph.EP
The Broadband Infrared Emission Spectrum of the Exoplanet TrES-3
我们使用斯皮策太空望远镜来估计太阳系外行星TrES-3的昼侧热辐射，该热辐射集成在红外阵列相机（IRAC）仪器的3.6，4.5，5.8和8.0微米带通中。我们观测到两次日食，并在4个IRAC带通中分别发现相对日食深度为0.00346 +/-0.00035，0.00372 +/- 0.00054，0.00449 +/- 0.00097和0.00475 +/- 0.00046。我们将我们的结果与De Mooij等人（2009）早期的K波段测量相结合，并将其与行星排放模型进行比较。我们发现这颗行星不需要在高层大气中存在逆温层。这是第一颗没有逆温现象的非常强烈照射的行星，这表明温度以外的恒星或行星特性对逆温有重要影响。De Mooij & Snellen（2009）也侦测到K波段的二次日食可能有轻微的时间偏移。然而，基于我们的4个斯皮策通道，我们将3sigma上限设置为|ecos（w）|< 0.0056其中e是行星的轨道偏心率，w是近星点的经度。这一结果有力地表明，轨道是圆形的，正如潮汐循环理论所预期的那样。
2009-12-07 astro-ph.EP
Atmospheric circulation, chemistry, and infrared spectra of Titan-like exoplanets around different stellar types
随着越来越小、越来越冷的系外行星的发现，必须越来越多地考虑具有朦胧大气层的类地世界。我们太阳系的泰坦是一颗典型的朦胧行星，其大气层可能代表了我们银河系中大量的行星。作为表征这样的世界的一步，我们模拟了类似泰坦的系外行星，但轨道上有三个不同的恒星宿主：G-，K-和M-矮星。我们使用大气环流和光化学模型来探索这些泰坦类行星在不同的恒星光谱下的环流和化学，在所有情况下，假设泰坦类的日射。由于大气霾强烈吸收可见光，较红的辐射伴随着较晚的恒星类型产生更多的等温平流层，在毫巴压力下更强的纬向温度梯度，以及更深更强的纬向风。在所有的情况下，行星的大气层都是强烈的超旋转，但是在更红的星光下，高空的日冕环流圈更弱。碳氢化合物和腈类物质的光化学随恒星光谱而变化，FUV/NUV通量比的变化起着重要作用。我们的研究结果初步表明，在所有三个主机下，柱雾的产生率可能是相似的，这意味着许多不同恒星周围的行星可能具有与土卫六大气相似的特征。最后，我们提出了理论发射光谱。总的来说，我们的研究表明，尽管存在重要和微妙的差异，但类泰坦系外行星的循环和化学对宿主恒星的差异相对不敏感。这些发现可能会进一步探索未来的空间设施，如WFIRST，LUVOIR，HabEx和OST。
2017-12-11 astro-ph.EP
The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy
Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian（哈佛-史密松天体物理中心）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；University of Chicago（芝加哥大学）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Peking University（北京大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）
利用JWST中红外光谱研究岩质系外行星LHS 3844 b表面，发现其表面为暗色低硅材质，排除了新鲜粉末表面和二氧化碳或二氧化硫气体的存在，表明其表面古老且经历空间风化。
2026-04-30 astro-ph.EP
Keck Observations in the INfrared of Taurus and $ρ$ Oph Exoplanets And Ultracool dwarfs (KOINTREAU) I: A Planetary-Mass Companion and a Disk-Obscured Stellar Companion Discovered in Taurus
California Institute of Technology（加州理工学院）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；UK Astronomy Technology Centre（英国天体物理技术中心）；University of San Diego（圣地亚哥大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Jet Propulsion Laboratory（喷气推进实验室）；California State University Northridge（北岭加州州立大学）
凯克望远镜在塔罗斯发现行星质量伴星和被盘遮挡的恒星伴星，通过近红外观测确定其光谱和质量特性。
2025-12-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
DUET: Design of a simultaneous InGaAs--CCD split-beam imager for ultra-cool dwarf exoplanet transit survey
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）；Astrobiology Research Unit, Université de Liège（列日大学天体生物学研究单元）；School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学院）
为探测超冷矮星系外行星，设计DUET双通道成像仪，用955纳米二向色分束器将光分至不同探测器实现同时测光，选近红外滤光片抑制PWV影响，还介绍了光学、机械、探测器及控制系统等设计。
2026-07-17 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The Future of Exoplanet Direct Detection
衍射从根本上限制了我们对系外行星进行成像和表征的能力。目前和计划中的对系外行星的日冕探测正在取得令人难以置信的进展，但从根本上说，它受到了几个λ/D的内部工作角的限制。在可预见的未来，一些关键的主题，如前5000万年内系外行星的人口统计和类地行星的红外表征，都超出了单孔径角分辨率的范围。干涉测量在系外行星探测和表征方面具有一些优势，我们在本白皮书中探讨了一些可能的潜在科学突破。我们在这里证明，对“系外行星干涉测量”的投资可以通过空间相干性为斑点抑制开辟新的可能性，极大地提高了确定系外行星轨道的天体测量精度，能够对年轻的巨型系外行星（年龄<5000万年的星团）进行普查，以及从太空探测类地行星和寻找大气生物标志物的红外调零的无与伦比的潜力。所有迹象都表明，系外行星和干涉仪的未来令人兴奋，尽管这一承诺需要几十年才能实现。
2019-07-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
How many suns are in the sky? A SPHERE multiplicity survey of exoplanet host stars I -- Four new close stellar companions including a white dwarf
我们正在研究恒星多样性对系外行星系统的影响，特别是通过径向速度搜索发现的系统。我们对最近的伴星特别感兴趣，因为它们对原始行星形成盘的演化有很大的影响。在这项研究中，我们提出了新的同伴在我们正在进行的调查与VLT/SPHERE的系外行星主机检测。我们正在ESO/VLT使用极端自适应光学成像仪SPHERE来搜索暗淡的（子）恒星同伴。我们利用经典的日冕成像模式进行快照调查（3 - 6分钟的积分时间）的系外行星的恒星在KS波段。我们发现了系外行星宿主恒星HD 1666、HIP 68468、HIP 107773和HD 109271的新伴星。HIP 107773的角距只有0.38 "（40天文单位的投影距离），是发现的最接近系外行星宿主恒星的伴星之一。伴星的存在解释了在系统中看到的线性径向速度趋势。在如此小的距离上，伴星可能对围绕主星的行星形成盘的演化有重大影响。我们发现，HD 1666系统中的伴星很可能是导致被探测到的木星类行星的高轨道偏心率（0.63）的原因，这使得该系统成为少数几个可以建立这种联系的系统之一。与盖亚DR2星表的交叉比对进一步表明，在光学波段探测到了HD 109271周围的近红外微弱伴星，它比近红外波段亮得多，使其成为一颗白矮星伴星。
2020-09-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
SVEEEETIES: Singular vector expansion to estimate Earth-like exoplanet temperatures from infrared emission spectra
上下文对系外行星的详细描述正走向行星科学的前沿。温度是理解大气物理和化学的关键标志。目标。我们的目标是检索N2-O2占主导地位的大气温度从二次日食光谱观测的类地系外行星的热发射轨道G-，K-和M-星使用大型未来的太空望远镜。方法.逐行辐射转移被用来生成合成热红外（TIR）观测。大气温度是近似的扩展与基向量定义的矩阵，包括代表性的配置文件的奇异值分解。采用非线性最小二乘拟合方法估计展开系数。结果对TIR中的$4.3 \rm\,μm$和$15 \rm\,μm$ CO2带的分析允许推断温度，即使在中等分辨率下低信噪比（S/N）~5。对流层上层和平流层的真实温度偏差通常为几开尔文，高层大气的偏差较大，对流层下层的偏差较少。虽然两个波段的性能在大多数情况下是相当的，但由于恒星-行星对比度的增加，长波TIR比短波更有利。JWST仪器提供的高光谱分辨率对于保持对高层大气的灵敏度非常重要。此外，选择一套适当的基本功能也很关键。结论.中层大气中的温度可以通过分辨率至少为1000（理想情况下约为2500）的IR光谱进行适当表征。获得必要的S/N在未来的任务中是可行的，例如起源太空望远镜或系外行星大型干涉仪。同时，采用适当的基函数进行最小二乘拟合也适用于其他类行星。
2019-12-20 astro-ph.EP
Direct Imaging Discovery of a Jovian Exoplanet Within a Triple Star System
直接成像允许通过它们的热发射来检测和表征系外行星。我们报告的发现，通过成像的一个年轻的类木行星在一个三星系统，并通过近红外光谱表征其大气特性。HD 131399的半长轴相对于它的三级恒星系统比任何已知的双星系统或三星系统中的系外行星都要近，这使得HD 131399在动力学上不同于任何其他已知的系统。HD 131399 Ab在三重系统中的宽轨道上的位置表明，在多恒星系统中，可能会在长且可能不稳定的轨道上发现大质量行星。HD 131399 Ab是直接成像的最小质量（4+/-1 MJup）和最冷（850+/-50 K）的系外行星之一。
2016-07-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Redshifting the Study of Cold Brown Dwarfs and Exoplanets: the Mid-Infrared Wavelength Region as an Indicator of Surface Gravity and Mass
本文利用 JWST 中红外光谱和 ATMO 2020++ 模型研究冷褐矮星与系外行星，发现 4.5 μm 流量及其与 10-15 μm 流量之比可分别约束温度和重力，并据此识别出多颗低质量年轻天体，验证了模型的有效性。
2025-01-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Directly Imaged L-T Transition Exoplanets in the Mid-Infrared
气态巨行星发出的大部分光是中红外线（$\gtrsim$ 3 $μ$ m），测光和光谱学对我们理解太阳系外行星的整体性质至关重要。特别重要的是L和M波段大气窗口（3-5 $μ$ m），这是地面高对比度成像仪目前可达到的最长波长。我们提出了双目LBT AO图像的HR 8799行星系在6个窄带滤波器从3-4 $μ$ m，和麦哲伦AO图像的2 M1207行星系在更广泛的3.3 $μ$ m波段。这些系统包括五颗已知的系外行星，其光度与L $\rightarrow$ T过渡棕矮星一致。我们的研究结果表明，系外行星是明亮的，有较浅的光谱斜率比同等温度的棕矮星在一个波长范围内，包含甲烷的基本吸收功能（由窄带过滤器和更广泛的3.3 $μ$ m过滤器所涵盖的）。对于2 M1207 b，我们发现厚云和由垂直混合引起的非平衡化学可以解释该物体的外观。对于HR 8799行星，我们提出了新的模型，表明大气层必须有片状云，以及非平衡化学。总之，不均匀的表面和垂直混合的存在呈现出动态的行星大气，其中水平和垂直运动都影响化学和冷凝物的配置文件。
2014-06-16 astro-ph.EP
The Direct Mid-Infrared Detectability of Habitable-zone Exoplanets Around Nearby Stars
位于最近的几颗恒星的宜居带内的巨行星目前可以用地面望远镜拍摄到。在未来十年内，极大望远镜（ELT）将开始以高得多的灵敏度（$-$）对附近更多恒星的宜居带进行成像，从而可能对最近恒星周围的系外地球进行成像。为了确定未来十年最有希望的观测候选者，我们建立了一个理论框架，根据现有的大气和演化模型，在中红外波段直接探测地球$-$到超木星质量的系外行星。在83颗最近的BAFGK型恒星中，我们选择了37颗年龄在10 pc以内的FGK型恒星和34颗年龄在30 pc以内的BA型恒星。我们根据行星有效温度的参数模型，根据恒星的光度、距离和年龄，以及行星的轨道半长轴、半径和半径来确定目标的优先级。然后，我们预测最有可能的行星是可探测到目前的8米望远镜和39米ELT与高达100小时的观察每颗恒星。综上所述，我们建议探测宜居带系外行星所需的观测时间，范围从非常接近的温带地球大小的行星到更遥远的年轻巨行星。然后，我们为当前的望远镜和即将到来的ELT推荐理想的初始目标。
2022-12-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Observing spatial and temporal variations in the atmospheric chemistry of rocky exoplanets: prospects for mid-infrared spectroscopy
University of Bern（伯尔尼大学）；SETI Institute（SETI研究所）；Blue Marble Space Institute of Science（蓝大理石空间科学研究所）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
研究LIFE望远镜检测类地系外行星大气4D变化的能力，通过合成观测探讨不同自转轨道共振状态下的大气特征及光谱变化，强调相位分辨光谱对可靠参数推断的重要性。
2025-12-18 astro-ph.EP
How Does Thermal Scattering Shape the Infrared Spectra of Cloudy Exoplanets? A Theoretical Framework and Consequences for Atmospheric Retrievals in the JWST era
对系外行星的观测研究表明，云的存在无处不在。目前用于计算云的排放模拟技术往往需要事先了解云的凝结物质，而且往往不考虑云的散射效应。我们探索热散射对发射光谱的影响，通过模拟一套热木星大气层与不同的云单散射的散射角（SSA）和温度分布。我们研究的情况下，从简单的等温条件下，更复杂的结构和物理驱动的云建模。我们表明，从夜侧云散射将导致亮度温度比真实的大气温度更冷，如果散射是不考虑的。我们表明，散射可以产生光谱签名的发射光谱，即使等温大气。我们确定的检索退化和偏见时，出现在模拟JWST光谱的背景下，从云的散射占主导地位的光谱形状。最后，我们提出了一种新的方法拟合SSA光谱的云排放检索，使用的技术，不需要任何先验知识的云的化学或物理特性。
2021-07-01 astro-ph.EP
Imaging low-mass planets within the habitable zone of α Centauri
巨大的系外行星在广阔的轨道上已经被直接成像在年轻恒星周围。如果中红外线的热背景可以减轻，那么质量较低的系外行星也可以成像。在这里，我们提出了一种基于地面的中红外观测方法，可以对附近恒星周围的低质量温带系外行星进行成像，特别是在最近的恒星系统Alpha Centauri内。基于100小时累积观测中75-80%的最佳质量图像，我们证明了在半人马座阿尔法A的大部分宜居带中对温暖的亚海王星大小的行星的敏感性。这比最先进的系外行星成像质量检测极限更敏感一个数量级。我们还讨论了在半人马座阿尔法A周围可能探测到的系外行星或系外黄道盘。然而，不能排除来源不明的仪器伪影。这些结果证明了用当前和即将到来的望远镜成像岩石可居住区系外行星的可行性。
2021-04-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rotational Light Curves of Jupiter from UV to Mid-Infrared and Implications for Brown Dwarfs and Exoplanets
人们在褐矮星和直接成像的系外行星上观察到了旋转调制，但其潜在机制还没有得到很好的理解。在这里，我们分析了木星的旋转光变曲线在12个波长从紫外线（UV）到中红外线（中红外线）。在大多数波长下，木星光变曲线的峰-峰幅度从百分之几到百分之四不等，但在5 $\rm μm$处的幅度超过了百分之二十，5是一个感应木星对流层深处的波长。木星的旋转调制主要是由无云带而不是多云区的离散模式引起的。光变曲线的幅度主要受大红斑（GRS）的大小和亮度对比、北赤道带（NEB）的扩张、北温带（NTB）的片状云和NEB中的热点训练的影响。在反射中，对比度由对流层和平流层的薄雾、云和云中的发色团控制。在热辐射中，小的旋转变率是由温度和气体和气溶胶的不透明度的空间分布引起的，大的变化是由$\rm NH_{3}$云洞和薄厚云引起的。甲烷波段的光变曲线与紫外和可见光波段的光变曲线形状相反，这是由GRS的亮度随波长变化引起的。光变曲线的演变是由热带的周期性事件和GRS的纵向漂移以及NTB中的片状云引起的。这项研究提出了几个有趣的机制，与温度，气体，烟雾和云的分布有关，以了解观测到的棕矮星和系外行星的旋转调制。
2019-01-04 astro-ph.EP
A Population Analysis of 20 Exoplanets Observed from the Optical to the Near-infrared Wavelengths with HST: Evidence for Widespread Stellar Contamination
本研究利用哈勃望远镜数据对20颗系外行星开展群体分析，发现恒星活动普遍污染行星大气信号，计入该效应可大幅改变大气参数，强调了相关研究需考虑恒星污染，并提供了活动恒星候选目录。
2024-10-30 astro-ph.EP
The EXoplanet Climate Infrared TElescope (EXCITE): A balloon-borne mission to measure spectroscopic phase curves of transiting hot Jupiters
NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Brown University（布朗大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；La Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；Cornell University（康奈尔大学）；StarSpec Technologies Inc.（StarSpec科技有限公司）；Center for Space Sciences and Technology, University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校空间科学与技术中心）
EXCITE是球载望远镜，通过0.5米主镜和0.8–3.5微米光谱仪测量热木星的光谱相位曲线，以揭示其大气成分和能量循环。
2026-06-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
Fabrication tolerant chalcogenide mid-infrared multimode interference coupler design with application for Bracewell nulling interferometry
了解系外行星的形成和寻找潜在的可居住系外行星对于增强对宇宙的理解至关重要。使用调零干涉测量法来强烈衰减中心星光，提供了比以往更接近恒星的物体的机会。鉴于系外行星通常是温暖的，4微米的中红外区域对于这样的观测是有利的。调零干涉仪的关键性能参数是它可以达到的消光比以及在整个工作带宽内保持的情况。这两个参数都取决于子组件的设计和制造精度以及它们的波长依赖性。通过详细的模拟，本文表明，一个平面的硫族化物光子芯片，由三个高度宽容的制造多模干涉耦合器，可以超过60 dB的消光比在双零操作和高达40 dB的单零操作跨越3.9至4.2微米的波长窗口。理论上，这提供了具有足够性能的光束组合器来对系外行星进行成像。
2017-02-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Infrared Transmission Spectroscopy of the Exoplanets HD209458b and XO-1b Using the Wide Field Camera-3 on the Hubble Space Telescope
使用哈勃/NICMOS的近红外系外行星透射光谱学目前是模糊的，因为不同的观测小组根据其分析方法，从相同的数据中得出不同的结果。哈勃/WFC 3的空间扫描提供了解决这种模糊性的机会。在这里，我们报告了在过境的巨行星HD209458 b和XO-1b的WFC 3光谱，使用空间扫描模式，以获得最大的光子收集效率。我们引入了一种分析技术，推导出的系外行星的透射谱，而无需明确的解相关的仪器效应，并实现近光子限制的精度，即使在空间扫描模式中收集的高通量水平。我们的误差在6%（XO-1）和26%（HD209458 b）的光子极限在光谱分辨率为70，并优于0.01%，每个光谱通道。这两颗行星在1.38微米附近的水峰处都表现出约200 ppm的吸水率。我们对XO-1b的研究结果与NICMOS光谱的大得多的吸收相矛盾。我们测量到的HD209458 b的弱吸水性让人想起了Charbonneau等人（2002）在第一个系外行星大气层透射光谱中钠吸收的弱点。具有均匀分布的额外不透明度（每克0.012厘米^2）的模型大气，大约可以解释我们在这颗行星上对水的测量和对钠的吸收。我们对HD 209458 b的研究结果支持了Pont等人（2013）提出的观点，即弱分子散射叠加在透射光谱上，透射光谱主要由雾和/或灰尘引起的连续不透明度主导。然而，HD209458 b所需的额外不透明度比HD 189733 b更灰色，具有较…
2013-07-12 astro-ph.EP
Assessment of a Physics-based Retrieval of Exoplanet Atmospheric Temperatures from Infrared Emission Spectra
本文提出基于Chahine松弛法和权重函数波数-高度映射的物理反演方法，从类地系外行星热红外发射光谱中快速估算中层大气温度，并验证了在低信噪比和中等分辨率下的可行性。
2023-05-31 astro-ph.EP
Precision Near Infrared Photometry For Exoplanet Transit Observations - I : Ensemble Spot Photometry for An All-Sky Survey
近红外观测对于使用凌日技术探测和确定系外行星的特性十分重要，无论是在对大量恒星的巡天中，还是在对单个行星的后续光谱观测中。在受控实验室实验中，我们将$\sim 10^4$临界采样点成像到Teledyne Hawaii-2 RG（H2 RG）探测器上，以模拟理想化的星场。我们得到了时间序列测光的$\simeq 24$小时持续时间的合奏$\sim 10^3$伪星。在拒绝相关的时间噪声所造成的各种干扰，我们测量的光度性能的$<$ 50 ppm小时$^{-1/2}$仅限于入射光子速率。几个小时后，在对许多独立测量进行平均后，我们实现了$10\sim20$ ppm的光子噪声限制精度水平。我们的结论是，红外探测器，如H2 RG可以进行精确的测量，需要检测的过境类地行星或检测微弱的原子或分子光谱特征的大气过境太阳系外行星。
2012-06-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) on the James Webb Space Telescope IV. Capabilities and predicted performance for exoplanet characterization
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）上的近红外光谱仪（NIRSpec）是一种用途非常广泛的仪器，可在0.6至5.3微米的宽波长范围内提供不同光谱分辨率（$\sim$ 30至$\sim$ 3000）的多物体和积分场光谱，使科学家能够研究从第一个星系到我们太阳系中的天体的许多科学主题。除了其积分场单元和对多目标光谱的支持外，NIRSpec还具有几个固定狭缝和一个宽孔径，专门设计用于实现高精度时间序列和凌日以及对系外行星的日食观测。在本文中，我们提出了它的能力，关于时间序列观测，在一般情况下，过境和日食光谱系外行星特别。由于JWST的大收集面积和NIRSpec出色的吞吐量，光谱覆盖范围和探测器性能，这种模式将使科学家能够以前所未有的灵敏度表征系外行星的大气。
2022-02-07 astro-ph.EP astro-ph.IM
Imaging low-mass planets within the habitable zones of nearby stars with ground-based mid-infrared imaging
在10-100天文单位轨道上的巨大系外行星已经被直接成像在年轻恒星周围。这些温暖的年轻行星的热辐射峰值在近红外线（~1-5微米），而成熟的温带系外行星（即，那些在其恒星的宜居带内的恒星）主要辐射中红外线（中红外线：~10微米）。如果中红外线的背景噪声可以被减轻，那么低质量的系外行星-包括岩石系外行星-可以在非常深的曝光中成像。在这里，我们回顾了在智利甚大望远镜（VLT）上进行的半人马座阿尔法区域（NEAR）突破性观察/新地球计划的最新结果。NEAR开创了一种基于地面的中红外观测方法，旨在推动系外行星成像的能力，特别关注最近的恒星系统Alpha Centauri。NEAR结合了几种新的光学技术-包括中红外优化日冕，自适应光学系统和快速斩波策略，以减轻来自中央恒星和宜居带内热背景的噪音。我们专注于VLT/NEAR运动的经验教训，以改善未来的仪器-特别是通过斩波改善噪音缓解的策略。我们还介绍了大型双筒望远镜对绕近星运行的超级地球的探索性调查（LESSONS）的设计和调试，这是北半球的一项实验，该实验以从NEAR中学到的知识为基础，进一步提高了中红外成像的灵敏度。最后，我们简要讨论了一些可能性，中红外成像将使系外行星科学。
2021-07-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
High-resolution Infrared Spectrograph for Exoplanet Characterization with the Keck and Thirty Meter Telescopes
HISPEC（High-resolution Infrared Spectrograph for Exoplanet Characterization）是一种用于外行星表征的衍射极限摄谱仪。凯克天文台，并在30米望远镜上为MODHIS设施项目（多目标衍射限制高分辨率红外光谱仪）探路。HISPEC/MODHIS建立在衍射限制摄谱仪设计的基础上，该设计依赖于自适应校正的单模光纤馈电。由于光束集光率守恒，视见受限的高分辨率摄谱仪的体积增长遵循D^3幂律（D是望远镜的直径），并且受到与其大尺寸相关的艰巨挑战。由单模光纤馈电的衍射限制光谱仪与望远镜输入解耦，并且是更紧凑的数量级，并且具有固有稳定的线扩展函数。它们的效率与自适应光学（AO）系统的性能成正比。AO技术在过去二十年中迅速成熟，并为未来的超大型望远镜奠定了基础。HISPEC/MODHIS将在衍射极限（~10-50质量）下采样的10”视场中的几个物体的R> 100，000光谱，同时从0.95到2.4微米（y-K）。科学范围包括系外行星红外线精确径向速度、凌日光谱学、近地和直接成像系外行星（大气成分和动力学、RM效应、自旋测量、多普勒成像）、褐矮星表征、恒星物理/化学、原行星盘运动学/组成、太阳系、河外科学和宇宙学。HISPEC/MODHIS具有紧凑，具有成本效益的设计，经过优化，可充分利用现有的TMT-AO和未来的TMT-NFIRAO…
2019-08-09 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Atmospheric characterization of terrestrial exoplanets in the mid-infrared: biosignatures, habitability & diversity
本文论证了发展中红外波段大型天基系外行星成像任务对于表征类地行星大气、搜寻生物印记和评估宜居性的独特价值，并建议ESA在“Voyage 2050”框架下牵头推进。
2021-08-20 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Near-Infrared Detection and Characterization of the Exoplanet HD 95086 b with the Gemini Planet Imager
HD 95086是一颗中等质量的恒星。VLT/NaCo $3.8 μm$观测显示，它在$\simeq 56$ AU拥有一个$5\pm2 \mathrm{M}_{Jup}$伴星（HD 95086 b）。在1.66和2.18 $μm$的后续观测得到了零检测，表明该行星的颜色非常红，需要更深的直接成像数据。在这封信中，我们报告的H-（$1.7 μm$）和$\mathrm{K}_1$ -（$2.05 μm$）波段探测的HD 95086 b的双子座行星成像仪（GPI）调试观测所采取的GPI团队。行星的位置在两个光谱通道是一致的NaCo测量，我们确认它是共动。我们的光度测定法产生的颜色为H-L '= $3.6\pm 1.0$ mag和K-$_1$-L'= $2.4\pm 0.7$ mag，与先前报道的H和Ks中的5- $σ$上限一致。HD 95086 b的光度与2 M 1207 b和HR 8799 cde的光度最匹配。将其光谱能量分布与BT-SETTL和LESIA行星大气模型进行比较，得到T $_{\mathrm{eff}}\sim$ 600-1500 K和log g $\sim$ 2.1-4.5。热启动进化模型产生M= $5\pm2$ M $_{Jup}$。热启动模型再现了M=4-14 M $_{Jup}$的对象的组合的绝对通量为一个广泛的合理的初始条件（S $_{init}$ =8-13 …
2014-04-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Implications of M Dwarf Flares on the Detection and Characterization of Exoplanets at Infrared Wavelengths
我们提出的观测活动的结果，获得了高的时间节奏，高精度，同时光学和红外测光观测的三个M矮耀斑星为47小时。该活动旨在表征高能耀斑事件的行为，这些事件经常发生在M矮星上，在红外波长到毫米级的精度，并量化这些事件可能在多大程度上影响当前和未来探测和表征这些恒星周围太阳系外行星的努力。我们探测到并表征了四个高能光学耀斑，它们的U带总能量为~ 7.8 × 10^30尔格~~ 1.3 × 10^32尔格，在J、H或Ks带通中没有发现与我们数据精度相当的相应响应。对于活跃的dM 3e星，我们发现一个约1.3 × 10^32尔格的U波段耀斑（Δ Umax约1.5等）将引起<8.3（J）、<8.5（H）和<11.7（Ks）毫等的响应。这种能量或更大的耀斑每18小时发生一次。对于活动的dM4.5e恒星，我们发现一个约5.1 × 10^31尔格的U波段耀斑（Δ Umax约1.6等）将引起<7.8（J）、<8.8（H）和<5.1（Ks）毫等的响应。这种能量或更大的耀斑每10小时应少于一次。没有证据表明恒星的变化与离散耀斑事件无关，在1小时的时间尺度上，在~3.9 milli-mags的水平上，在7.5小时的时间尺度上，在~5.6 milli-mags的水平上。因此，我们证明，大多数M矮星活动和耀斑不会影响红外探测和表征研究的M矮系外行星以上的水平~5-11毫马格斯，这取决于过滤器和光谱类型。我们推测，M矮…
2011-11-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Large Interferometer For Exoplanets (LIFE): I. Improved exoplanet detection yield estimates for a large mid-infrared space-interferometer mission
系外行星科学的长期目标之一是对数十颗小型系外行星的大气特征进行描述，以了解它们的多样性，并寻找可居住的世界和潜在的生物特征。要实现这一目标，需要有足够规模的空间飞行任务。我们试图量化的系外行星探测性能的天基中红外调零干涉仪，测量系外行星的热辐射。为此，我们已经开发了一个仪器模拟器，认为所有主要的天体物理噪声源，并将其与蒙特卡罗模拟的合成系外行星人口周围的主序星在20 pc。这使我们能够量化我们的任务概念在一定时间内可以探测到的系外行星的数量（和类型）。讨论了两种不同的恒星目标观测时间分配方案，并考虑了不同的孔径尺寸和波长范围。在2.5年的初始搜索阶段，干涉仪由四个2米口径，总仪器吞吐量为5%，覆盖波长范围在4和18.5 $μ$米之间，可以检测到多达550个半径在0.5和6 R $_\oplus$之间的系外行星，综合信噪比$\ge$ 7。至少有160颗被探测到的系外行星的半径为$\le$ 1.5 R $_\oplus$。根据观测方案，探测到约25-45颗岩石系外行星（半径在0.5和1.5 $_{\oplus}$之间的物体），它们在其宿主恒星的经验宜居带（eHZ）内运行。在3.5米的孔径下，探测总数可以增加到约770个，其中包括约60-80个岩石，eHZ行星。在1米孔径的情况下，最大探测量为~315颗系外行星，包括$\le$ 20颗岩石、eHZ行星。就预计探测量而言，这种飞行任务可与大…
2022-04-20 astro-ph.EP astro-ph.IM
Polarized Signatures of a Habitable World: Comparing Models of an Exoplanet Earth with Visible and Near-infrared Earthshine Spectra
在JWST，超大望远镜和LUVOIR时代，我们希望描述一些潜在的宜居类地系外行星。然而，这些世界的特征在很大程度上取决于理论模型的准确性。验证这些模型对行星的观测与已知的属性将是关键的未来定性的类地系外行星。由于偏振测量对大气层的微观和宏观物理特性十分敏感，它将是一个重要的工具，与传统的仅通量观测相结合，将提高确定类地行星特征的能力。在本文中，我们基准两个不同的偏振启用辐射传输代码对彼此和独特的线性光谱偏振观测的地照，覆盖波长从$\sim$ 0.4到$\sim$ 2.3 $μ$ m。我们发现，虽然从两个代码的结果一般同意对方，有一个相位之间的依赖关系比较模型。此外，根据我们目前的假设，两个代码的模型低估了地照的偏振水平。我们还报告了一个有趣的差异，我们的模型和观察到的1.27 $μ$ m $O_2$功能在earthshine，并提供了一个分析潜在的方法匹配此功能。我们的研究结果表明，只有获得1.27 $μ$ m $O_2$功能加上缺乏观测的$O_2$ A和B波段可能会导致错误的描述地球一样的大气。提供这些评估对帮助社区寻找太阳系以外的生命至关重要。
2023-01-13 astro-ph.EP
