系外行星大氣光譜分析在這幾年迅速的發展，這是系外行星科學的分支，藉由使用大氣光譜分析，可以顯示出系外行星大氣層的資訊。
至今已經有超過4000顆系外行星被發現，所以我們有許多的樣本可以進行分析。因此，我們將介紹一個方法如何表徵系外行星大氣層的性質，藉由使用Metropolis Hastings演算法，我們能夠檢索一些參數，例如大氣層元素豐度、參數化T-P profile的參數。本次的研究是基於Exo-Transmit的程式碼並結合了M-H演算法，此外，我們還修改了Exo-Transmit中EOS的部分，我們將TEA程式碼插入至Exo-Transmit中，用以計算在改變輸入元素豐度，且當化學平衡時，各個化學物質的豐度。
根據HST與SST的觀測資料，我們的程式會檢索出適合的參數，並且計算出模擬的穿透光譜、T-P profile以及各個化學物質的含量分布。
我們的方法目前只考慮氣相物質的化學平衡情形，而光化學反應、冷凝過程、沉降以及雲霧是我們未來的目標。

Exoplanet atmospheric spectroscopy is developed fast in recent years. This is a branch of Exoplanetology. Exoplanet atmospheric spectroscopy can reveal informa-tion of exoplanetary atmosphere.
More than 4000 exoplanets have been detected so far, we have a lot of samples can be analyzed and characterized. Thus, we present a method which is used to char-acterize exoplanetary atmosphere properties. We used Metropolis-Hastings algorithm (MCMC) to retrieve parameters, such as elemental abundances and some parameters of parametric T-P profile. This work is based on Exo-Transmit code and combined with M-H algorithm. Furthermore, we modify the EOS part in Exo-Transmit. We in-sert TEA code into Exo-Transmit to calculate chemical equilibrium abundances by changing input elemental abundances.
According to observational data from HST and SST, our method can retrieve suitable parameters and generate transmission spectrum, T-P profile and chemical abundances mixing ratio.
For now, our method only considers chemical equilibrium in gaseous species. Photochemical process, condensation process, rain-out and cloud are our future goal.

第一章 簡介 1
1.1 前言 1
1.2 系外行星探測法 1
1.2.1 徑向速度法(Radial Velocity) 2
1.2.2 凌日法(Transit) 3
1.2.3 重力微透鏡法(Gravitational Microlensing) 3
1.2.4 直接影像法(Direct Imaging) 4
1.2.5 其他(Other) 4
1.3 系外行星大氣層 6
第二章 模擬方法 7
2.1 凌日光譜(Transit spectroscopy) 7
2.2 大氣層溫度-壓力結構(T-P profile) 9
2.2.1 等溫溫度-壓力結構(Isothermal T-P profile) 9
2.2.2 參數化溫度-壓力結構(Parametric T-P profile) 10
2.3 大氣化學成份 11
2.3.1 最小化Gibbs自由能化學平衡法 11
2.3.2 Solar Abundances 15
2.3.3 化合物以及元素含量比例(EOS) 16
2.4 不透明度(Opacity) 18
2.4.1 分子不透明度(Opacity) 18
2.4.2 CIA(Collision Induced Absorption) 20
2.4.3 瑞利散射(Rayleigh Scattering) 21
2.5 Metropolis-Hasting演算法 22
第三章 模擬程式 24
3.1 Exo-Transmit 24
3.2 TEA(Thermo-chemical Equilibrium Abundances) 26
3.3 本次研究 27
第四章 觀測資料與模擬的比較 29
4.1 HD 189733 b 30
4.2 HD 209458 b 31
4.3 WASP-17 b 32
4.4 WASP-39 b 33
第五章 總結與未來展望 36
5.1 結論 36
5.2 未來工作 40
參考文獻 42
附錄A: 凌日光譜公式推導 44
附錄B: Posterior Parameter distribution 47
B.1: HD 189733 b 47
B.2: HD 209458 b 48
B.3: WASP-17 b 49
B.4: WASP-39 b 50
附錄C: M-H演算法取樣的候選參數分布圖 51
C.1: HD 189733 b 51
C.2: HD 209458 b 52
C.3: WASP-17 b 53
C.4: WASP-39 b 54
附錄D: 符號列表 55

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