A Search for Exoplanet Candidates in TESS 2-min Light Curves using Joint Bayesian Detection
本研究将联合贝叶斯凌星检测器应用于TESS 2分钟光变曲线数据，通过自适应先验建模噪声并减少过拟合，在凌星注入测试中达到80.0%检测率，并对已知TOI实现73%召回率，完成了新系外行星候选者的独立搜寻。
2025-04-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
A Bayesian Surrogate Model for Rapid Time Series Analysis and Application to Exoplanet Observations
我们提出了一个贝叶斯代理模型的分析周期或准周期的时间序列数据。我们描述了一个计算效率高的实现，使贝叶斯模型比较。我们将此模型应用于模拟和真实的系外行星观测。我们讨论的结果，并展示了一些挑战，我们的代理模型应用到现实的系外行星数据集。特别是，我们发现，现实世界的数据分析应仔细注意的影响，不均匀的观测间隔和选择的“抖动”参数的先验。
2011-07-20 astro-ph.EP astro-ph.IM stat.AP
An Open-Source Bayesian Atmospheric Radiative Transfer (BART) Code: I. Design, Tests, and Application to Exoplanet HD 189733 b
我们提出了开源的贝叶斯大气辐射转移（BART）检索包，它产生的估计和不确定性的大气的热剖面和化学丰度的观测。几个BART组件也是独立的软件包，包括并行多核马尔可夫链蒙特卡罗（MC 3），它实现了几个贝叶斯采样器;逐线辐射传输模型，过境;计算热化学平衡丰度的代码，TEA;以及用于验证辐射传输和检索代码的测试套件，BARTTest。代码是用Python和C编写的。BART和TEA是在可复制研究（RR）许可证下，这要求审查论文的作者发表支持论文科学主张的所有输入，代码和输出的概要。BART和TEA制作了纲要的内容。除此之外，这些代码是在允许的开源条款下，就像MC 3和BARTTest一样，用于任何目的。本文介绍了代码的概述，BARTTest，并应用于日食数据的系外行星HD 189733 b。附录地址RR方法加速科学，检索论文的报告清单，合成测试所需的光谱分辨率，以及估计任何贝叶斯后验分布到给定精度所需的有效样本量的推导，这决定了要运行多少次迭代。Cubillos等人的论文II，介绍了基本的辐射传输方案和应用程序的过境数据的系外行星HAT-P-11b。论文III，Blecic等人，讨论了初始化和后处理例程，并应用于系外行星WASP-43 b的日食数据。我们邀请社区在http://GitHub.com/ExOSPORTS/BART/上使用和改进BART及其组件。
2021-04-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
Hierarchical Bayesian Atmospheric Retrieval Modeling for Population Studies of Exoplanet Atmospheres: A Case Study on the Habitable Zone
随着能够对系外行星大气层进行定性的光谱观测和观测平台的数量不断增加，越来越需要能够将大量系外行星的信息提炼成在统计样本中表达的大气趋势的连贯画面的分析技术。在这项工作中，我们开发了一个层次贝叶斯大气检索（HBAR）模型来推断人口水平的趋势系外行星的大气特征。我们证明了HBAR的情况下，推断大气中的CO2与入射恒星通量的趋势，预测存在一个功能碳酸盐-硅酸盐风化负反馈循环，一个假设后，所有计算的宜居带（HZ）休息。使用模拟的透射光谱和JWST质量的观测岩石行星与H2O，CO2和N2轴承的大气，我们发现，预测的趋势CO2导致细微的差异，在1-5微米范围内的10 ppm的光谱，强调固有的挑战，以测试这一假设。在高度精确的数据（每颗行星100次叠加过境）的限制下，我们表明我们的HBAR模型能够推断出表征CO2趋势的人口水平参数，并且我们证明了零假设和其他简单的趋势可以在高置信度下被拒绝。虽然我们发现，这种特定的经验测试的HZ可能是令人望而却步的挑战，在JWST时代，在这项工作中开发的HBAR框架可能会发现一个更直接的使用与JWST，Ariel和其他即将到来的任务观察到的气体巨星光谱分析。
2022-02-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Measurement, Treatment, and Impact of Spectral Covariance and Bayesian Priors in Integral-Field Spectroscopy of Exoplanets
从光谱中恢复系外行星的大气参数需要准确了解光谱误差和协方差。不幸的是，高对比度积分场光谱仪（IFS）观测中使用的复杂图像处理通常会产生光谱协方差，这些协方差很少被理解并且经常被忽略。在这项工作中，我们将展示如何测量的光谱误差和协方差，并包括他们自相一致的参数检索。通过将模型系外行星光谱与从GPI早期科学数据生成的现实噪声模型相结合，我们表明，忽略高对比度IFS数据中的光谱协方差既会使推断的参数产生偏差，又会导致这些参数的不可靠置信区域。将每个自由度的$χ^2$缩放为1的常见做法使该问题变得更糟;然后，输入参数落在多达${\sim}80\%$的噪声实现的$95\%$置信区域之外。我们观察到的偏差可以接近高对比度光谱学中实现的典型精度水平。在完全贝叶斯检索中考虑现实的先验也会对推断的参数产生重大影响。合理的有效温度和表面重力的先验可以通过一个数量级的置信区间，适合于年龄约束较弱的物体;具有良好年龄约束的物体的先验主要是由建模的不确定性。我们的方法直接适用于现有的高对比度IFS，包括GPI和SPHERE，以及即将推出的CHARIS等仪器，最终适用于WFIRST-AFTA。
2016-10-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
In Search of the Edge: A Bayesian Exploration of the Detectability of Red Edges in Exoplanet Reflection Spectra
本文提出一种可反演未知波长位置“边缘状”特征的表面反照率参数化方法，证明其在中等信噪比下能更准确地反演大气成分并稳健约束现代地球红边位置，为未来空间直接成像任务推断岩石系外行星表面成分提供依据。
2023-01-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Assessment of Supervised Machine Learning for Atmospheric Retrieval of Exoplanets
大气检索系外行星的光谱观测需要广泛的探索一个高度退化和高维参数空间，以准确地约束大气参数。检索方法通常使用诸如马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）或嵌套采样的采样算法来进行贝叶斯参数估计和统计推断。最近，已经进行了几次尝试，使用机器学习算法来补充或完全取代贝叶斯方法。虽然已经取得了很大的进展，这些方法有时仍然无法准确地再现当代贝叶斯检索的结果。我们目前工作的目标是研究机器学习对大气反演的有效性。作为一个案例研究，我们使用随机森林监督机器学习算法，该算法以前已经应用于热木星WASP-12 b的近红外透射光谱的大气反演取得了一定的成功。我们重现以前的结果使用相同的方法和相同的半分析模型，并随后扩展这种方法，开发一种新的算法，结果在一个更接近的匹配完全贝叶斯检索。我们将这种新方法与一个完全数值大气模型相结合，并证明了与贝叶斯检索的另一个热木星，HD 209458 b的透射光谱的良好协议。尽管取得了这一成功，并实现了高计算效率，我们仍然发现，机器学习方法是计算上禁止高维参数空间，常规探索与贝叶斯检索与适度的计算资源。我们讨论了权衡和未来的潜在途径。
2020-04-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
exocartographer: A Bayesian Framework for Mapping Exoplanets in Reflected Light
未来的太空望远镜将在可见光波段直接拍摄太阳系外行星的图像。来自系外行星的时间分辨反射光编码了关于大气和表面不均匀性的信息。以前的研究表明，系外行星的光变曲线可以被反转，以获得行星的低分辨率地图，以及对它的自旋方向的限制。到目前为止，估计2D地图上的不确定性仍然是难以捉摸的。在这里，我们提出exocartographer，一个灵活的开源贝叶斯框架解决exocartography逆问题。该地图使用等面积HEALPix像素进行参数化。对于192像素的基准地图分辨率，描述了一个四参数高斯过程的空间尺度的行星自转变化，和两个未知的行星自转参数，exocartographer探索了一个198维的参数空间。为了测试代码，我们产生了一个无云的地球在一个正面的轨道与90 $^\circ$的光变曲线。我们对这颗行星进行合成白光观测：在整个行星轨道上进行5个时期的观测，每个时期包括24小时的观测，光度不确定性为$1\%$（120个数据）。我们检索到的一个PRANDO地图和$-$的第一次$-$它的不确定性，以及自旋约束。这张地图可以辨认出地球，但具有典型的$30\%$不确定性。反演的特征长度尺度为88 $\pm 7 ^\circ$或9800 km。在$1-σ$不确定度为$0.8^\circ$的情况下恢复结晶度。尽管检索到的Escudo地图的不确定性，我们鲁棒地确定了一个高Escudo区域（撒哈拉沙漠）和一…
2018-02-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
EXONEST: The Bayesian Exoplanetary Explorer
天文学和天体物理学领域目前正处于一个前所未有的发现时代，因为最近的任务已经揭示了数千颗围绕其他恒星运行的系外行星。虽然开普勒太空望远镜的任务使大多数这些系外行星能够通过识别凌日事件来探测，但系外行星通常会表现出额外的光度效应，可用于改善系外行星的特征。EXONEST系外行星探测器是一个基于嵌套采样的贝叶斯系外行星推理引擎，最初设计用于分析开普勒太空望远镜和CoRoT（对流旋转和行星凌日）系外行星任务数据。我们讨论了EXONEST软件包，并描述了它是如何适应即插即用模型的系外行星相关的光度效应的系外行星探测，表征和科学假设检验的目的。目前的一套模型考虑到了圆形和偏心轨道以及光度效应，如主凌日和次食、反射光、热辐射、椭球变化、多普勒波束和超旋转。我们讨论了我们的新努力，以扩大软件的功能，包括更微妙的光度效果，涉及反射和折射光。我们讨论了EXONEST推理引擎的设计，并介绍了我们的计划，目前基于MATLAB的EXONEST软件包的端口到下一代的系外行星探测器，这将是一个基于Python的开源项目的能力，采用第三方即插即用模型的系外行星相关的光度效应。
2017-12-24 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.data-an
Directed follow-up strategy of low-cadence photometric surveys in Search of transiting exoplanets - I. Bayesian approach for adaptive scheduling
我们提出了一种新的方法，利用低节奏的测光调查外行星过境搜索。即使在单独的调查数据库中无法检测到凌日，它仍然可以用于找到定向后续观测的首选时间，这将最大限度地提高检测凌日的机会。我们通过一些模拟案例演示了该方法。这些模拟是基于依巴谷时代光度数据库，以及已经在那里检测到的凌日行星。原则上，我们提出的方法将适用于计划中的盖亚任务的测光的直接后续工作，并且由于盖亚，它有望显着增加检测到的系外行星凌日的产量。
2011-05-26 astro-ph.EP
EXONEST: Bayesian Model Selection Applied to the Detection and Characterization of Exoplanets Via Photometric Variations
EXONEST是一种专门用于探测和表征系外行星光度特征的算法，包括反射和热发射，多普勒增强和椭球变化。使用贝叶斯推断，我们可以在描述数据的竞争模型之间进行测试，并估计模型参数。我们证明了这种方法，通过测试圆形与偏心行星轨道模型，以及测试的存在或不存在的四个光度效应。除了使用贝叶斯模型选择之外，EXONEST的一个独特方面是能够区分对光曲线的反射和热贡献。使用开普勒数据记录过境行星KOI-13b的案例研究。通过仅考虑光变曲线的非过境部分，我们证明了可以估计KOI-13 b的光度相关模型参数。此外，贝叶斯模型测试证实KOI-13 b的轨道具有可检测的偏心率。
2014-09-15 astro-ph.EP
Predicting exoplanet mass from radius and incident flux: A Bayesian mixture model
质量与半径的关系（M-R关系）是推断行星组成的关键，对研究行星的形成和迁移模型具有重要意义。然而，由于M-R关系依赖于其他混杂变量，因此单独的M-R关系不足以描述行星的特征。本文通过引入入射通量作为附加变量，给出了M-R关系的一个非平凡推广。利用有限混合模型的灵活性，采用贝叶斯分层模型（Bayesian hierarchical modeling，BHM），以319颗系外行星为样本，得到了概率质量-半径-通量关系（M-R-F relationship）。我们发现，流量对M-R关系有不可忽略的影响，而这种影响在热超导体中最强。在种群水平上，具有较高通量水平的行星往往更密集，并且高通量可能引发半径大于$13R_{\oplus}$的植物的显著质量损失。因此，在质量预测中不考虑通量将导致系统性高估或低估。随着计算机计算能力的提高，尽管许多复杂的统计模型可以用蒙特卡罗方法拟合，但当观测数据存在较大的测量误差时，如何验证这些复杂的统计模型在很大程度上仍然是一个谜。我们提出了两种新的方法来检查模型假设，这不仅可以用于我们在本文中提出的模型，但也可以适用于其他统计模型。
2021-06-02 astro-ph.EP astro-ph.IM
What if we find nothing? Bayesian analysis of the statistical information of null results in future exoplanet habitability and biosignature surveys
本文用贝叶斯方法分析未来系外行星巡天中零结果所需的样本量，发现约40至80次观测可对宜居或生命频率给出严格上限，并评估了LIFE和HWO巡天计划的统计可行性。
2025-04-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Astrometry and exoplanets in the Gaia era: a Bayesian approach to detection and parameter recovery
我们开发了贝叶斯方法和轨道拟合的检测标准，并根据盖亚的飞行特性修改了系外行星的可检测性。作为发展的第一步，我们将自己限制在一个行星系统中，模拟了在S/N，轨道周期和偏心率网格上的系外行星系统的盖亚数据。模拟，然后适合使用马尔可夫链蒙特卡罗方法。我们根据三个信息标准和增量卡方来研究检测率。对于δ χ ^2，有效自由度的数量取决于任务的长度。我们发现，马尔可夫链的起点的选择可以影响结果的质量，因此，我们考虑两个极限的可能性：一个理想的情况下，和一个非常简单的方法，找到假设圆轨道的起点。使用Jeffreys的证据尺度，当考虑5年（10年）任务并使用Akaike信息标准或Watanabe-Akaike信息标准时，通过强证据标准的假阳性分数< ~0.2%（0.6%），当使用贝叶斯信息标准时，<0.02%（<0.06%）。我们发现有50%的机会探测到一颗S/N最小值为2.3（1.7）的行星。这将行星可探测到的最大距离设定为约70秒差距和约3.5秒差距，分别为一颗质量为海王星和海王星的行星，假设任务时间为10年，半长轴为4天文单位，恒星为1 M_太阳。周期是可以以最佳精度确定的轨道参数，假设飞行时间为5年（10年），则输入和输出周期之间的中位相对差为4.2%（2.9%）。轨道半长轴的中位精度可以恢复，中位相对误差为7%（6%）。偏心率也可以恢复的绝对精度中位数为0.07（0.06）。
2018-01-31 astro-ph.EP astro-ph.IM
On the Application of Bayesian Leave-One-Out Cross-Validation to Exoplanet Atmospheric Analysis
本文提出用贝叶斯留一交叉验证的 elpd_LOO 指标在单数据点层面评估系外行星大气模型，发现 HAT-P-41b 大气中 H⁻ 的先前探测仅依赖单个数据点，为 JWST 时代稳健解释光谱提供了新工具。
2024-08-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Reproducing Bayesian Posterior Distributions for Exoplanet Atmospheric Parameter Retrievals with a Machine Learning Surrogate Model
University of Florida（佛罗里达大学）
本文提出一种机器学习代理模型，重现系外行星大气参数反演的贝叶斯后验分布，采用领域预处理和半监督学习，在2023年Ariel挑战赛中获奖。
2023-10-16 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
Improving exoplanet mass characterisation with Bayesian model selection using the Learned Harmonic Mean Estimator
Mullard Space Science Laboratory, Department of Space & Climate Physics, University College London（伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室空间与气候物理系）；Department of Statistical Science, University College London（伦敦大学学院统计科学系）
本研究首次将学习调和均值估计器应用于径向速度模型选择，通过比较18种模型变体对6个单行星系统和72种变体对1个多行星系统，发现无单一模型普遍适用，强调了模型选择对确保质量表征鲁棒性的必要性。
2026-09-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Orbits for the Impatient: A Bayesian Rejection Sampling Method for Quickly Fitting the Orbits of Long-Period Exoplanets
我们描述了一个贝叶斯拒绝抽样算法，旨在有效地计算后验分布的轨道要素的数据覆盖的长周期系外行星轨道的短分数。我们的实现这种方法，轨道的不耐烦（OFTI），收敛到几个数量级的速度比两个实现MCMC在这个政权。我们说明了我们的方法的效率，显示OFTI计算准确的后验的所有现有的天体测量的系外行星51 Eri b高达100倍的速度比大都会黑斯廷斯MCMC。我们证明了OFTI的准确性，通过比较我们的结果为几个轨道系统与各种MCMC实现，发现输出后验是相同的散粒噪声。我们还描述了如何使用我们的算法成功地预测了位置51 Eri b在未来六个月的基础上不到三个月的天体测量。最后，我们将OFTI应用于10颗长周期系外行星和褐矮星，除了一颗外，所有这些行星和褐矮星的轨道都被监测到不到3%，从文献中的天体测量记录中产生适合它们的轨道。
2017-03-30 astro-ph.EP
Surrogate-Accelerated Bayesian Inversion for Exoplanet Interior Characterization
本文提出一种基于PCK代理的贝叶斯反演方法，通过加速MCMC采样显著提升系外行星内部结构推断效率，实现计算速度提升超过2个数量级。
2025-12-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
To Sample or Not To Sample: Retrieving Exoplanetary Spectra with Variational Inference and Normalising Flows
本研究提出结合归一化流神经网络与可微分前向模型Diff-Tau的变分推断方法，用于系外行星大气检索，实现单次观测训练、高保真后验分布，并减少75%计算量，首次实现贝叶斯模型选择。
2023-11-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Understanding Exoplanet Habitability: A Bayesian ML Framework for Predicting Atmospheric Absorption Spectra
1 Department of Information Science, University at Albany, Albany, NY 12222, USA 2 Department of Physics, University at Albany, Albany, NY 12222, USA 3 NASA Goddard Institute for Space Studies, New York, NY 10025, USA 4 Theoretical Astrophysics, Department of Physics \& Astronomy, Uppsala University, 75105 Uppsala, Sweden
本研究致力于构建系外行星大气吸收光谱预测模型，结合JWST观测数据与NASA ROCKE-3D模型合成数据，利用样条曲线和贝叶斯自适应探索优化参数空间，最终作为正向模型推断行星参数以理解系外行星气候与宜居性。
2025-10-09 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
An open-source Bayesian atmospheric radiative transfer (BART) code: III. Initialization, atmospheric profile generator, post-processing routines, and application to exoplanet WASP-43b
Harrington等人2021年提交的这篇论文和Cubillos等人2021年提交的配套论文描述了一个开源检索框架，贝叶斯大气辐射转移（BART），可通过https://github.com/exosports/BART在可复制研究许可下向社区提供。BART是一个辐射传输代码（过境，https://github.com/exosports/transit，Rojo 2009，2009 ASPC. 420.. 321 R），由热化学平衡丰度（TEA，https://github.com/dzesmin/TEA，Blecic等人，2016，arXiv：1505.06392）代码初始化，并由微分进化马尔科夫链蒙特卡罗（MC 3，https://github.com/pcubillos/mc3，Cubillos等人，2017，arXiv：1610.01336）采样器驱动通过参数相空间。本文简要介绍了该系统的总体框架及其可单独用于其他科学目的的模块，概述了反演分析流程，给出了初始化例程，详细描述了大气廓线生成器以及温度和物种参数化，并给出了系统的总体结构。并指定后处理例程和输出，集中于谱带积分器、最佳拟合模型选择和贡献函数。我们还提出了一个大气分析的WASP-43 b二次日食数据从空间和地面观测。我们将我们的结果与文献中的结果进行比较，并研究如何包含额外的不透明度源影响最佳拟合模型。
2021-04-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
Reflected spectroscopy of small exoplanets I: determining the atmospheric composition of sub-Neptunes planets
从太空对相距甚远的系外行星直接成像将获得它们的反射光谱并测量它们的大气特性，小型和温带行星将成为下一代望远镜的重点。在这项工作中，我们使用我们的贝叶斯检索算法ExoReL $^{\Re}$，以确定对亚海王星行星的大气性质的约束，从观测与HabEx一样的望远镜。小行星和温带行星可能有一个非H $_2$主导的大气，因此，我们在我们的框架中引入了成分分析技术来探索散装大气化学成分没有任何先验知识。我们比较了该框架与平坦先验和新颖先验的性能，并报告了使用新颖先验集时的更好性能。我们发现，反演算法不仅可以识别大气中的主导气体，但也约束其他不太丰富的气体具有高的统计置信度，没有任何先验信息的组成。这里提出的结果表明，反射光谱可以表征具有不同大气成分的小型系外行星。今后系外行星直接成像实验的仪器设计和观测方案设计应采用贝叶斯框架。
2021-09-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
$\tt{KOBEsim}$: a Bayesian observing strategy algorithm for planet detection in radial velocity blind-search surveys
在系外行星跟踪和定性时代，地面观测时间非常宝贵，特别是在高精度径向速度仪器方面。因此，盲目搜索径向速度调查需要一个专门的观测战略，以优化观测时间，这对于在大轨道周期探测小岩石世界特别重要。我们开发了一种算法，其目的是提高效率的径向速度观测的背景下，系外行星搜索，我们将其应用于K-矮星轨道的可居住系外行星（神户）实验。我们的目标是加速系外行星的确认，或者尽早拒绝错误信号，以节省望远镜的时间，提高盲目搜索调查和过境候选人后续行动的效率。一旦达到径向速度数据点的最小初始数量，以这样一种方式，即周期性开始出现根据广义Lomb-Scargle（GLS）周期图，该周期的目标是与所提出的算法，命名为$\texttt{KOBEsim}$。该算法选择的下一个观测日期，最大限度地提高贝叶斯证据的这种周期性相比，没有开普勒轨道的模型。通过模拟数据，我们证明了该算法与传统的单调节奏策略相比，具有更少的观测数据和更少的低质量行星完整数据集（$41 - 47\,\%$）的时间跨度，从而加速了系外行星的探测。$20\,M_{\oplus}$行星数据点数量的增加也是明显的，$16\,\%$。我们还测试了$\texttt{KOBEsim}$与实际数据的一个特定的神户目标，并确认行星$HD~102365\,b$。这两个结果都表明，该策略能够将检测速度提高到$2$的一个因子。
2022-12-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
Bayesian Characterisation of Circumbinary Exoplanets with LISA
激光干涉仪空间天线（LISA）将探测和表征主要由两颗白矮星（WD）组成的$\sim10^4$星系双星。在这个种群中，一个有趣的前景是第三个物体-另一颗WD恒星，一颗环绕双星系外行星（CBP），或一颗褐矮星（BD）-在围绕内部WD对的轨道上。我们提出了第一个完全贝叶斯检测和后验分析的亚恒星物体与LISA，专注于CBPs的表征。我们使用了这些CBP第三体源的乐观的天体物理学动机目录，包括它们第一次围绕内部双星的轨道偏心率。我们研究了贝叶斯证据计算的可检测性，以及对后验分布的影响的内部二进制参数和第三体参数。我们发现，后行为分叉的基础上是否第三体周期是高于或低于一半的观察时间。此外，我们发现，不可检测的第三体源可以偏置内部的二进制参数是否使用正确的模板。我们使用从CBP人群的研究中检索到的信息，对原始目录中可检测的BD系统的数量进行了初步保守预测。最后，我们的评论预测的定性影响LISA全球拟合和银河双星人口分析。在这项工作中使用的程序是通用的，可以直接应用于其他天体物理效应预期内的银河双星人口。
2022-05-06 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Exoplanet Biosignatures: A Framework for Their Assessment
通过望远镜观测发现系外行星上的生命是系外行星科学的最终目标。生命产生气体和其他物质，如色素，它们可以具有独特的光谱或光度特征。未来的数据是否能发现生命，必须用概率来表示，这需要一个生物特征评估框架。我们提出了一个框架，我们主张使用地球化学“外地球系统“模型来模拟光谱或光度学中潜在的生物特征。鉴于实际的观察，模拟是用来找到贝叶斯概率的情况下，这些数据发生的生命和没有生命。后者包括非生物来源模仿生物特征的“假阳性”。影响行星居住的因素的先验知识，包括以前的观察，结合的可能性，给出贝叶斯后验概率的生命存在于一个给定的系外行星。观察和分析的四个组成部分是必要的。1)恒星的表征（例如，年龄和光谱）和系外行星系统特性，包括“外部”系外行星参数（例如，质量和半径）来确定系外行星是否适合生命。2)“内部”系外行星参数的表征（例如，气候），以评估可居住性。3)评估环境背景下的潜在生物特征（组成部分1-2）和任何确证证据。4)排除假阳性。由此产生的生命存在的后验贝叶斯概率映射到五个置信水平，范围从“非常可能”（90-100%）到“非常不可能”（$\le$ 10%）居住。
2018-05-03 astro-ph.EP
PASTIS: Bayesian extrasolar planet validation II. Constraining exoplanet blend scenarios using spectroscopic diagnoses
凌日系外行星的统计验证证明是一种有效的技术，可以确保无法通过纯粹的光谱手段确定的小型系外行星信号的性质。然而，光谱诊断为我们提供了有用的限制混合恒星污染物的存在。在本文中，我们提出了一个污染的恒星如何影响测量的各种光谱诊断的目标和污染的恒星的参数的函数，使用模型实现到PASTIS行星验证软件。我们发现特定的情况下，混合可能会产生一个大的径向速度信号，但没有平分线的变化。它也可能产生一个平分线的变化与径向速度的反相关，在恒星斑点的情况下。在这些情况下，全宽半最大值变化提供互补约束。这些结果可用于约束过境行星候选者或径向速度行星的混合场景。我们回顾了迄今为止文献中报道的所有光谱诊断，特别是监测线不对称性的光谱诊断。我们估计他们的不确定性，并比较他们的灵敏度混合。在此基础上，我们建议使用双高斯，这是最敏感的诊断监测线轮廓不对称。在本文中，我们还研究了径向速度的敏感性，以约束混合方案，并开发了一种形式主义来估计混合信号的稀释程度。最后，我们应用我们的混合模型重新分析的光谱诊断的HD16702，一个未解决的面临的二元，表现出平分线的变化。
2015-05-11 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Bayesian Methods for Analysis and Adaptive Scheduling of Exoplanet Observations
我们描述了天文学家和统计学家合作开发一套贝叶斯数据分析工具，用于太阳系外行星（系外行星）探测，行星轨道估计和自适应观测调度的工作进展。我们的工作解决了恒星反射运动数据的分析，其中一颗行星是通过观察其宿主恒星的“摆动”来检测的，因为它响应轨道行星的引力拖曳。牛顿力学为所得到的时间序列指定了一个分析模型，但它是强非线性的，产生复杂的多模态似然函数;当存在多个行星时，它甚至更加复杂。参数空间的大小从几维到几十维不等，这取决于系统中行星的数量和测量的运动类型（视线速度或在天空中的位置）。由于轨道是周期性的，周期图方法的贝叶斯推广便于分析。这依赖于模型是线性可分的，允许部分分析边缘化，减少参数空间的维度。随后的分析使用自适应马尔可夫链蒙特卡罗方法和自适应重要性采样来执行推理（行星探测和轨道测量）和信息最大化顺序设计（自适应观测调度）所需的积分。我们提出了我们目前的技术的概述，并强调正在进行的研究正在探索的方向。
2018-05-10 astro-ph.EP astro-ph.IM stat.AP
Application of Bayesian model inadequacy criterion for multiple data sets to radial velocity models of exoplanet systems
我们提出了一个简单的数学标准，以确定是否一个给定的统计模型不描述几个独立的测量集，或数据模式，充分。我们推导出这一标准的两个数据集，并推广到几个集，通过使用贝叶斯更新的后验概率密度。为了证明使用的标准，我们将其应用到观测的系外行星宿主恒星的径向速度HD 217107，Gliese 581，和\u{psion}仙女座重新分析，并表明，目前使用的模型不一定是足够的，在描述这些测量的属性。我们发现，虽然Gliese 581的两个数据集可以合理地建模，HD 217107的噪声模型需要修改。我们还揭示了\u{psion}仙女座星系径向速度的一些偏差，并报告了最近提出的4行星模型更新的轨道参数。由于我们的标准的一般性，不需要对测量，模型或模型参数的性质进行假设。我们提出的方法可以应用于任何天文问题，以及天文学领域之外，因为它是一个简单的后果贝叶斯规则的条件概率。
2011-06-29 astro-ph.EP stat.ME
WAET: low-cost ground based telescopes for accelerated exoplanet direct imaging
宽孔径系外行星望远镜（WAET）是一种新的地基光学望远镜布局，具有极不对称的孔径，从而以极低的成本实现新的系外行星成像。我们认为，hWAET，一个100 × 2的望远镜，可以在2020年代以1.5亿美元的价格建造，而超过3亿美元的版本值得进一步研发。
2019-07-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Bayesian Deep Learning for Exoplanet Atmospheric Retrieval
King’s College London（伦敦国王学院）；University of Central Florida（中佛罗里达大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Luxembourg Institute of Science and Technology（卢森堡科学技术研究院）；University of Oxford（牛津大学）；University of Bern（伯尔尼大学）；Google Cloud（谷歌云）；NASA Astrobiology Institute（美国国家航空航天局天体生物学研究所）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）
在过去十年中，对太阳系外行星的研究从简单的探测和识别迅速发展到对太阳系外行星系统及其大气层进行全面的分类和定性。大气反演是一种逆建模技术，用于从观测光谱确定系外行星大气的温度结构和组成，既耗时又计算密集，需要将数千至数百万个大气模型与观测数据进行比较的复杂算法，以找到每个模型参数的最可能值和相关不确定性。对于多岩石的类地行星来说，获取的大气成分可以让我们深入了解维持大气稳定所必需的气体物质的表面通量，这反过来又可以让我们深入了解行星上活跃的地质和/或生物过程。这些大气层包含许多分子，其中一些是生物特征，表明生物活动的光谱指纹，这将通过下一代望远镜观察到。传统的检索模型的运行时间与模型参数的数量成比例，因此，随着更多的分子种类被考虑，运行时间可能会变得非常长。机器学习（ML）和计算机视觉的最新进展提供了新的方法，可以在给定足够的数据集进行训练的情况下，将执行检索的时间减少几个数量级。在这里，我们提出了一个基于ML的检索框架，称为Intelligent exoplaNet Atmospheric RetrievAl（INARA），由贝叶斯深度学习模型检索和使用NASA行星光谱生成器生成的3，000，000合成岩石系外行星光谱数据集组成。我们的工作代表了第一个岩石类地系外行星的ML检索模型，以及第一个以这种规模生成的地球光谱合成数据集。
2018-12-02 astro-ph.EP cs.LG
A Bayesian Analysis of HAT-P-7b Using the EXONEST Algorithm
对系外行星（围绕其他恒星运行的行星）的研究正在彻底改变我们看待宇宙的方式。开普勒太空望远镜（Kepler）提供的高精度光度数据不仅可以探测这些行星，还可以对其进行表征。这提供了一个独特的机会，可以应用贝叶斯方法来更好地描述先前确认的众多系外行星。利用EXONEST算法对短周期热木星HAT-P-7 b的凌日特征进行了研究。EXONEST通过应用贝叶斯模型选择来评估一套系外行星光度模型，贝叶斯模型选择是用MultiNest算法实现的。这些模型考虑了行星的影响，如反射光和热辐射，以及行星运动对主星的影响，如主星反射运动产生的多普勒光束或增强，以及由于行星引起的主星椭圆形的光度变化。通过计算模型证据，人们可以确定哪个模型最好地描述了观测数据，从而确定哪些影响主导了行星系。给出了HAT-P-7 b的参数估计值和模型证据。
2014-09-17 astro-ph.EP
A Climate-Constrained Bayesian Inverse Method for JWST Rocky Exoplanet Eclipse Spectra: A Case Study of LTT 1445A b
SETI Institute（SETI研究所）；NASA Ames Research Center（美国国家航空航天局艾姆斯研究中心）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Johns Hopkins APL（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）
本文提出一种受气候约束的贝叶斯方法，用于分析JWST岩石系外行星的凌日光谱，通过模型光谱和自洽压力-温度剖面，提供更稳健的大气压力和成分约束，以测试大气保留假说。
2026-05-14 astro-ph.EP
Reflected spectroscopy of small exoplanets II: characterization of terrestrial exoplanets
能够进行高对比度成像的太空望远镜被认为是寻找类太阳恒星周围的类地行星并确定其潜在可居住性的途径。因此，量化反射光谱的能力是至关重要的，通过直接成像的类地系外行星，现有的工作集中在现代地球的行星类似物。在这里，我们超越了地球的类似物，并使用贝叶斯检索算法ExoReL $^\Re$，以确定我们可以从它们的反射光谱中了解到什么。认识到类地系外行星的潜在多样性，我们的重点是区分大气场景没有任何先验知识的主导气体。我们发现，虽然光学波段（$0.4-1.0\ μ$ m）的中等分辨率光谱可能足以表征现代地球模拟，但它可能会导致对类似太古代地球或具有CO $_2$主导大气的行星的错误解释。包括近红外波段（$1.0-1.8\ μ$ m）的观测可以防止这种误差，确定大气的主要成分（N $_2$、O $_2$或CO $_2$），并量化痕量气体（H $_2$ O、O $_3$和CH $_4$）。这些结果对确定未来系外行星直接成像任务的科学要求、设计波段带宽和观测方案具有参考价值。
2022-04-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
Rotating Stars and Revolving Planets: Bayesian Exploration of the Pulsating Sky
我描述了正在进行的工作贝叶斯方法的发展，探索周期性变化的现象，在天文学，解决两类来源：恒星，太阳系外行星（系外行星）。对于光子，该方法旨在检测和测量由光子到达时间组成的数据中的周期性变化的信号，其被建模为非齐次泊松点过程。对于系外行星，这些方法利用对主恒星反射运动“摆动”的观测来探测和估计行星轨道，包括自适应安排观测以优化推断。
2011-07-28 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.IM
Reply to 'A Comment on '"The Far Future of Exoplanet Direct Characterization" - the Case for Interstellar Space Probes'
对伊恩·克劳福德《系外行星直接表征的遥远未来--星际空间探测的案例》的评论的答复。这篇论文《系外行星直接定性的遥远未来》是TE-SAT小组集体工作的结果，TE-SAT是欧空局2003年任命的一个小组，负责评估寻找和定性类地系外行星的战略。星际飞行方面并不是TE-SAT工作的一部分，后来被添加到“系外行星直接表征的遥远未来”一章中作为旁注。作为一个介绍性的一般性评论，该文件的目的不是阻止星际飞行前景的工作。相反，在这一领域的任何进步，使星际旅行更接近我们是受欢迎的。在这一简短答复的框架内，讨论只能是定性的;今后需要有一份完整的文件。
2011-04-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
Fast Bayesian Inference for Exoplanet Discovery in Radial Velocity Data
从径向速度（RV）数据推断系外行星系统中行星$N$的数量是一项具有挑战性的任务。最近，人们已经清楚地看到，RV数据可能包含由于恒星活动而产生的周期性信号，这可能难以与行星信号区分开来。然而，即使在一组给定的简化假设（例如没有恒星活动）下进行推断也可能很困难。行星参数（如轨道周期）的后验分布通常是多峰的，并具有其他尴尬的特征。此外，当$N$未知时，需要作为$N$函数的边际似然（或证据）。而不是做单独的运行不同的试验值的$N$，我们提出了一种替代方法，使用跨维马尔可夫链蒙特卡罗方法嵌套抽样。$N$的后验分布可通过单次运行获得。我们将该方法应用于$ν$ Oph和Gliese 581，发现$ν$ Oph中存在额外信号的中等证据，周期为36.11 $\pm$ 0.034天，75.58 $\pm$ 0.80天和1709 $\pm$ 183天;至少存在其中一个的后验概率为85%。结果还表明，格利泽581拥有许多（7-15）“行星”（或其他周期信号的其他原因），但只有4-6个具有明确的周期。这两个数据集的分析表明，存在相变，这是难以协商没有嵌套采样。
2015-01-27 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.data-an
Combining Photometry From Kepler and TESS to Improve Short-Period Exoplanet Characterization
行星发射热辐射并反射它们从其宿主恒星接收的入射光。当一颗行星围绕它的主星运行时，与这两种效应相关的光度变化会产生非常相似的相位曲线。如果只通过单个带通观测，这会导致某些行星参数之间的简并，从而阻碍了对此类行星的精确表征。然而，通过两个不同的带通观察同一颗行星可以提供更多关于行星的信息。在这里，我们开发了一个贝叶斯方法结合测光从\emph{Kepler}和过境系外行星调查卫星（TESS）。此外，我们通过模拟证明，人们可以解开从热木星大气层反射和热发射的光，以及更精确地限制行星的几何温度和昼侧温度。这种方法可以进一步使用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），表征系外行星卫星（CHEOPS）或PLATO任务的各种测光组合。
2015-11-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
Pathway Toward a Mid-Infrared Interferometer for the Direct Characterization of Exoplanets
我们认识到需要在可见光和红外热辐射的反射光中表征系外行星。但是对于热红外，我们也认识到干涉调零器的困难，尽管如此，我们还是赞同未来对干涉仪的需要。我们提出了一个新的，现实的，途径，以满足这两个目标，热红外研究和干涉架构。
2009-05-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Low-rank plus sparse trajectory decomposition for direct exoplanet imaging
我们提出了一种直接成像方法的基础上结合低秩加结构稀疏模型的系外行星的检测。对于这项任务，我们开发了一个字典的可能有效的圆形轨道的行星可以在观测时间，元素可以有效地使用旋转和卷积运算计算。我们设计了一个简单的交替迭代硬阈值算法，共同促进低秩背景和稀疏的系外行星前景，解决非凸优化问题。实验比较的$β$ -风景如画的系外行星基准数据集表明，我们的方法有可能优于广泛使用的环形PCA的特定行星的光强度的受试者工作特性（ROC）曲线。
2023-01-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
Likelihood ratio map for direct exoplanet detection
直接成像系外行星是一项具有挑战性的任务，因为它们相对于宿主恒星的角距离很小，对比度很高，并且存在准静态噪声。我们提出了一种新的统计方法直接成像的系外行星的基础上的似然比检测地图，它假设的噪声后的背景减法步骤服从拉普拉斯分布。我们比较了该方法与两种检测方法的基础上信噪比（SNR）的地图后，广泛使用的环形主成分分析（AnnPCA）进行背景扣除。在Beta Picture数据集上的实验结果表明，该方法在零假阳性率（FPR）的情况下实现了最高的真阳性率（TPR），优于SNR图。
2022-10-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
Direct Exoplanet Detection Using L1 Norm Low-Rank Approximation
本文提出基于分量级L1范数的低秩矩阵近似方法L1-LRA，用于系外行星直接成像，并通过ROC曲线和视觉比较证明其在近恒星与远恒星环带中优于基于L2范数的截断SVD。
2023-10-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
Exoplanet Biosignatures: Future Directions
系外行星科学有望在不久的将来继续快速积累新的观测结果，从而推动理解和解释即将到来的大量数据，以确定我们太阳系以外的生命迹象。系外行星样本的大量统计数据，结合我们对生命及其签名的普遍性质的理解的模糊性，需要一个生物签名评估的定量框架。在这里，我们引入了一个贝叶斯框架，用于指导未来的生命检测方向，它允许我们的搜索策略超越已知生命的生物签名的可能性。贝叶斯方法提供了一种语言来定量地定义未来生命检测的条件概率和置信水平，重要的是，可以约束有或没有阳性检测的先验生命概率。我们描述了必要的经验和理论工作，以限制相关的可能性，包括那些出现从恒星和行星的背景下，进化历史的偶然性和物理和化学的普遍性。我们讨论了贝叶斯框架如何指导我们的搜索策略，包括确定观测波长或在有针对性的搜索或更大，更低分辨率的调查之间做出决定。我们的目标是提供一个定量的框架，而不是夹带到生命或其签名的具体定义，它集成了必要的自信地检测外星生命的不同学科的观点。
2017-08-08 astro-ph.EP
Characterizing Exoplanet Atmospheres: From Light-curve Observations to Radiative-transfer Modeling
多波长凌日和二次日食光变曲线观测是探测系外行星热化学性质的一些最有力的技术。虽然行星与恒星的亮度对比度很大，可用的光谱带很少，产生的数据信噪比很低，但贝叶斯方法可以鲁棒地揭示我们可以设置哪些约束，而不会过度解释数据。在这里，我对过境系外行星数据进行了端到端的分析。我分析了三颗行星的太空望远镜数据，以描述它们的大气层并改进它们的轨道，研究了相关的噪声估计器，并为各自的数据分析管道的开发做出了贡献。第2章和第3章描述了用于轨道、轨道和凌日的测光（POET）管道，以模拟斯皮策太空望远镜的光变曲线，应用于天文学家大小的行星WASP-8b和TrES-1的二次日食观测。第4章研究了常用的相关噪声估计的系外行星光变曲线建模，时间平均，残差排列，小波似然，并评估其适用性和局限性估计参数的不确定性。第5章介绍了用于描述系外行星大气特征的开源贝叶斯大气辐射转移（BART）代码。BART结合了热化学平衡代码、一维逐行辐射转移代码和多核马尔可夫链蒙特卡罗统计模块，以约束系外行星的大气温度和化学丰度分布。我将BART代码应用于哈勃和斯皮策太空望远镜对海王星大小的行星HAT-P-11b的过境观测。BART发现大气中的重元素含量增加，将水的丰度限制在太阳丰度的100倍左右。
2016-04-05 astro-ph.EP
A continuous multiple hypothesis testing framework for optimal exoplanet detection
本研究提出一种连续多重假设检验框架，通过基于贝叶斯证据的后验概率实现系外行星最优探测，兼顾鲁棒性，且可推广至混合模型识别与非离散假设的错误发现率控制。
2025-03-23 astro-ph.EP astro-ph.IM stat.AP
The Library of Exoplanet Atmospheric Composition Measurements: Population Level Trends in Exoplanet Composition with ExoComp
研究将气态巨行星成分测量数据收集入库，开发开源工具ExoComp统一丰度定义，发现系外行星金属丰度系统增强、C/O比受限及不同光谱测量间存在显著差异，揭示了更陡峭的质量-金属丰度趋势。
2025-10-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Bayesian Model Comparison and Significance: Widespread Errors and how to Correct Them
本研究指出系外行星光谱学中常用的贝叶斯因子转显著性σ值的方法无效且会高估置信度，建议回归贝叶斯因子的标准贝叶斯解释并结合AIC或BPICS使用，以避免夸大观测结果。
2025-09-30 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The true masses of radial-velocity exoplanets constrained by stability
Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文学研究所）
该研究提出贝叶斯框架CINEMAS，通过动力学稳定性约束径向速度系外行星的真实质量，应用于5个系统后将行星质量上限降低最多45%，凸显非凌星系统研究的重要性。
2026-08-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
Direct Exoplanet Investigation using Interstellar Space Probes
探索我们自己的太阳系的经验表明，使用空间探测器对行星体进行直接调查，必然会产生以其他方式无法获得的科学知识。在系外行星的情况下，可能需要这种直接的调查来确认天文观测的推论，特别是关于行星内部，表面过程，地质演化和可能的生物学。这将需要运输复杂的科学仪器穿越星际空间，并提出了一些方法来实现这一点，在几十年来测量的飞行时间进行审查。得出的结论是，可能除了用强大的地球激光器将速度加速到~ 0.1 c的非常轻（因此在科学上有限）的探测器之外，可能必须等到能够利用太阳系的物质和能源的天基文明发展起来之后，才能实现这种能力。
2017-07-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
Minimal Differential Lateral Acceleration Configurations for Starshade Stationkeeping in Exoplanet Direct Imaging
利用外部遮蔽器（starshade）抑制星光的系外行星成像任务需要望远镜和starshade之间的精确对准，因此在观测期间需要维持starshade轨道。两个航天器之间的横向加速度差可作为燃料使用和观测所需中断次数的替代指标。与高保真度模拟站保持的结果进行比较，验证了这种易于计算的代理的使用。在被约束于以望远镜为中心的球面上的星光罩位置中，微分横向加速度的最小值位于一个大圆及其相应的极点上。我们提出了一个封闭的表达式，望远镜到星的矢量需要最小的位置保持观察从望远镜在任意位置
2021-05-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
EMPEROR I. Exoplanet MCMC parallel tempering for RV orbit retrieval
Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales（迪亚斯·波萨莱斯大学工程与科学学院天体物理研究所）；Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA)（天体物理学及相关技术中心）
EMPEROR通过整合动态嵌套采样与自适应并行退火算法，实现高效径向速度数据中行星轨道参数的检索与模型比较，适用于多种噪声模型和不同检测场景。
2025-12-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Quick-MESS: A fast statistical tool for Exoplanet Imaging Surveys
在过去的几年中，已经开发了几种工具的系外行星搜索调查的统计分析，主要是使用组合的蒙特卡罗模拟或贝叶斯approach. In这里，我们提出的Quick-MESS，基于网格的，非蒙特卡洛工具，旨在执行统计分析的结果，并帮助规划直接成像调查。Quick-MESS使用（预期的）对比度曲线进行直接成像调查，以评估每个目标的概率，一个给定的质量和半长轴的行星可以被发现。通过使用基于网格的方法，Quick-MESS通常比基于行星分布的蒙特卡罗采样的工具快一个数量级以上。此外，Quick-MESS非常灵活，能够研究质量和半长轴分布的大范围参数空间，而无需重新模拟行星分布。为了展示Quick-MESS功能的示例，我们介绍了对双子座深行星调查的分析以及对即将使用极端AO仪器进行的调查的预测。
2013-06-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Simulated Direct Imaging Detection of Water Vapor For Exo-Earths
可居住的行星通常被定义为能够维持表面液态水的类地行星。因此，大气中的水蒸气可以成为可居住性的关键指标。因此，以适居性为主题的系外行星调查强调探测目标的水蒸气特征。最近研究了利用反射光对系外行星直接成像的各种概念飞行任务，包括HabEx和LUVOIR概念。在这里，重要的是要了解如何在反射光直接成像-再加上中等分辨率的光谱学-可以用来检测各种水蒸气量在类地行星大气。为了研究类地系外行星的水蒸气检测，我们在水蒸气柱质量的网格上生成反射光谱，并使用仪器模型来探索在可见光或近红外波长处进行光谱特征检测所需的积分时间。低分辨率的近红外光谱通常是最佳的检测水蒸气在大气中的类地系外行星时，使用反射光直接成像。这适用于干燥或寒冷的类地行星，其大气层中含有相对较少的水蒸气。大气中富含水蒸气，例如行星经历潮湿或失控的温室，可以在可见光波段有效地检测到水蒸气。了解系外行星的大小、温度和相对于宜居带的位置等细节有助于确定大气特征的适当波长范围。总的来说，对类地系外行星的水蒸气探测对于未来的直接成像任务来说是相当可行的。
2019-12-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
