Espectro Planeta Arbitrario

Question

Durante mi revisión para una astrofísica prueba, me he encontrado con una pregunta, donde no sé por dónde empezar porque me siento como que me falta algo de intuición. Agradecería cualquier comentario!

Pregunta:

Dibuje un diagrama del espectro de una arbitraria planeta y describir los diferentes componentes que se espera ver en el espectro.

Información adicional

En las respuestas se explica que el espectro tendría dos máximos, uno en longitudes de onda cortas debido a la luz reflejada y uno en la de mayor longitud de onda debido a la emisión del cuerpo negro del planeta. También dice que las líneas espectrales son visibles sólo en la luz reflejada.

¿Qué es la intuición detrás de el espectro de tener los respectivos picos en las dos longitudes de onda diferentes? Cómo son estos estos dos longitudes de onda determinada matemáticamente? También, ¿por qué son las líneas espectrales sólo visible en la luz reflejada?

Otra pregunta (estúpido?): un planeta del espectro es un gráfico de flujo contra la longitud de onda a la derecha?

Answer 1

Supongo que los dos "componentes" que se hace referencia son la luz dispersa de la estrella y la luz que se emite intrínseca del exoplaneta.

Supongo que el último podría ser considerado como un cuerpo negro y en general va a ser a una temperatura mucho más fría que la de la estrella, por lo que obtendrá un espectro de cuerpo negro con un pico en el espectro infrarrojo.

La luz dispersada se tiene el espectro de la estrella si la dispersión de la sección transversal es independiente de la longitud de onda. La estrella estará a una temperatura más caliente que el planeta, de modo que le pico a longitudes de onda más cortas. Una complicación es que la dispersión de la sección transversal es muy poco probable que sea independiente de la longitud de onda y por lo que este va a modificar el espectro disperso - por ejemplo, la dispersión de Rayleigh producirá un dispersos espectro de luz que en realidad aumenta hacia longitudes de onda más cortas (como la luz que se dispersa el espectro del Sol en la atmósfera de la Tierra), y se afirma que esto ha sido observado por algunos exoplanetas.

El comentario acerca de las líneas de absorción es un poco más críptico. El espectro disperso puede que contengan las características de absorción que están presentes en el espectro estelar, debido a que los átomos y las moléculas en la fotosfera estelar, pero también se puede obtener de absorción molecular características donde la atmósfera del exoplaneta efectivamente absorbe ciertas longitudes de onda de la luz. Por otro lado, también se espera ver (molecular) las características de absorción en el intrínseca espectro infrarrojo de los planetas (por ejemplo, debido al agua, metano, etc. - ver una ) Así que a menos que la "respuesta" hemos visto se refiere a atómico de absorción de líneas (ya que el exoplaneta temperatura no sería lo suficientemente alta como para excitar a estos), entonces es que no lo entiendo.

Un ejemplo de Júpiter se muestra a continuación (aviso las características de absorción en el intrínseca espectro de Júpiter)

La imagen de abajo muestra los espectros de infrarrojo de Júpiter (parte superior), Saturno y neptuno (parte inferior) - de Encrenaz et al. (1999). Emisión de longward de alrededor de 5 micras es esencialmente intrínseca de la emisión térmica del planeta. Se puede ver un montón de características de absorción de allí, causado por las moléculas.