ARES VI: Viabilidad de modelos de recuperación unidimensionales para la caracterización por espectroscopía de transmisión de exoatmósferas en la era de JWST y Ariel

Los espectros de tránsito de exoplanetas observados generalmente se recuperan utilizando modelos 1D para determinar la composición atmosférica, mientras que las atmósferas planetarias se obtienen en 3D.

Con JWST y futuros telescopios espaciales como Ariel, podremos obtener espectros de tránsito cada vez más precisos. Los efectos 3D en los espectros serán visibles y se pueden esperar sesgos en las extracciones 1D.

Para dilucidar estos sesgos, hemos construido observaciones teóricas de los espectros de tránsito, desde el modelado atmosférico 3D hasta el modelado instrumental. Los efectos 3D son altamente no lineales desde los planetas más fríos hasta los más calientes. Estos efectos también dependen de la metalicidad y la gravedad del planeta.

En la química de equilibrio, los efectos 3D se observan mediante variaciones muy fuertes en determinadas características de la molécula o variaciones muy pequeñas en todo el espectro. Concluimos que no podemos confiar en la incertidumbre en las recuperaciones, independientemente de la presión, y que debemos ser cautelosos con los resultados de las recuperaciones en la parte superior de la atmósfera. Sin embargo, los resultados siguen siendo bastante cercanos a la verdad a media altitud (los encuestados).

También debemos tener cuidado con los modelos químicos utilizados para la atmósfera planetaria. Si la química de una molécula no se describe correctamente, distorsionará todas las demás, así como la temperatura recuperada.

Finalmente, aunque se ha demostrado que sintonizar un rango de longitud de onda más amplio y una resolución más alta aumenta la precisión de la recuperación, demostramos que esto podría depender del rango de longitud de onda d elegido, debido a la precisión del modelado de las diferentes características. En todos los casos, las recuperaciones 1D siguen siendo correctas para la detección de moléculas, incluso en el caso de recuperaciones de abundancia erróneas.

Adam Yassin Jaziri, William Pluriel, Andrea Bocchieri, Emilie Panek, Lucas Teinturier, Anastasiia Ivanova, Natalia E. Rektsini, Pierre Drossart, Jean-Philippe Beaulieu, Aurélien Falco, Jeremy Leconte, Lorenzo V. Mugnai, Olivia Venot

Materias: Astrofísica terrestre y planetaria (astro-ph.EP); Instrumentación y métodos para astrofísica (astro-ph.IM)
Citar como: arXiv:2401.03809 [astro-ph.EP] (o arXiv:2401.03809v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
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Por: Adam Yassin Jaziri
[v1] Lunes 8 de enero de 2024 10:57:10 UTC (18.977 KB)
https://arxiv.org/abs/2401.03809
Astrobiología,