Métodos para incorporar la incertidumbre del modelo en el análisis de atmósferas exoplanetarias.

Espectro de transmisión de HD 209458b, observado con HST STIS (puntos naranjas), HST WFC3 (puntos rojos) y Spitzer (puntos verdes). Los espectros promedio típicos tomados de los posteriores se trazan para cada una de las seis recuperaciones descritas en la Sección 3.2. Todos los modelos son similares excepto por el tratamiento de las nubes y la niebla. Los modelos directos promedio se redujeron a una resolución de R = 200 para mayor claridad. PL+G se refiere a los modelos de niebla de ley potencial + nube gris, y A&M se refiere a los modelos de nube de Ackerman & Marley. – Ph.IM Astronómica

El principal objetivo de la espectroscopia exoplanetaria es medir propiedades atmosféricas, como la abundancia de especies químicas, para relacionarlas con nuestra comprensión de la física atmosférica y la composición planetaria.

En esta nueva era de datos JST de alta calidad, es crucial que estos métodos de medición sean sólidos. Al comparar modelos atmosféricos con observaciones, múltiples modelos candidatos pueden producir un ajuste razonable a los datos. Normalmente, se llega a conclusiones seleccionando el modelo que funciona mejor según alguna medida. Esto ignora la incertidumbre del modelo en favor de supuestos específicos del modelo, lo que puede llevar a mediciones de propiedades atmosféricas excesivamente seguras y/o incorrectas.

En este artículo, comparamos tres métodos combinados para abordar la incertidumbre del modelo mediante la combinación de distribuciones posteriores de múltiples análisis: el promedio del modelo bayesiano, una variante del promedio del modelo bayesiano que utiliza densidades predictivas de exclusión y el apilamiento de distribuciones predictivas. Demostramos estos enfoques ajustando el espectro de transmisión HST+Spitzer del Júpiter caliente HD 209458b utilizando modelos con diferentes calidades de nubes y neblina.

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Todos nuestros métodos de conjunto dan como resultado incertidumbres en los parámetros recuperados que son mayores, pero más realistas y consistentes con las expectativas fisicoquímicas. Dado que normalmente no consideraban la incertidumbre del modelo, es probable que no se informaran las incertidumbres en los parámetros recuperados de los espectros del HST.

Recomendamos apilar como la forma más poderosa de agrupar modelos. Nuestros métodos se pueden utilizar para combinar resultados de códigos de recuperación independientes y de diferentes modelos dentro de un solo código. También es ampliamente aplicable a otros análisis de exoplanetas, como la combinación de resultados de diferentes reducciones de datos.

Matthew C. Nixon, Lewis Wilbanks, Peter McGill, Eliza MR. Kempton

Comentarios: enviado a revistas de la AAS, se aceptan comentarios. 18 páginas, 4 números
Temas: La Tierra y la astrofísica planetaria (astro-ph.EP); Instrumentos y Métodos Astrofísicos (astro-ph.IM)
Citar como: arXiv:2310.03713 [astro-ph.EP] (O arXiv:2310.03713v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2310.03713
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Día de entrega
Escrito por: Matthew Nixon
[v1] Jueves 5 de octubre de 2023, 17:37:01 UTC (3144 KB)
https://arxiv.org/abs/2310.03713
Astrobiología

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