Telluric correction of spectroscopic observations is either performed via standard stars that are observed close in time and airmass along with the science target, or recently growing in importance, by theoretical telluric absorption modeling. Both approaches work fine when the telluric lines are resolved, i.e. at spectral resolving power larger than about 10000, and it is sufficient to facilitate the detection of spectral features at lower resolution. However, a meaningful quantitative analysis requires also a reliable recovery of line strengths. Here, we show for the Fraunhofer A-band of molecular O2 that the standard telluric correction approach fails in this at lower spectral resolutions, as an example for the general problem. Doppler-shift dependent errors of the restored flux may arise, which can amount to more than 50% in extreme cases, depending on the line shapes of the target spectral features. Two applications are discussed: the recovery of the O2-band in the reflected light of an Earth analog atmosphere, as facilitated potentially in the future using an orbiting starshade and a ground-based extremely large telescope; and the recovery of the intrinsic ratio of the K I lines in the post-nova V4332 Sgr tracing the optical depth of the emitting region, to exemplify the relevance using present-day instrumentation. We show how one should derive correction functions for the compensation of the error in dependence of radial velocity shift, spectral resolution and target line-profile function by use of high resolution atmospheric transmission modeling, which has to be solved for the individual case.

中文翻译：

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低分辨率地基光谱的精细大地吸收校正：O2 A 波段中系外行星和 K i 发射线的分辨率和径向速度效应

光谱观测的大地校正要么通过在时间和气团上与科学目标一起观察到的标准恒星进行，要么通过理论大地吸收模型最近变得越来越重要。当分辨大地线时，两种方法都工作良好，即光谱分辨能力大于约10000，并且足以促进较低分辨率下的光谱特征的检测。然而，有意义的定量分析还需要可靠地恢复线强度。在这里，我们展示了分子 O2 的 Fraunhofer A 波段，标准大地校正方法在较低的光谱分辨率下失败，作为一般问题的一个例子。可能会出现恢复通量的多普勒频移相关误差，在极端情况下可能达到 50% 以上，取决于目标光谱特征的线形。讨论了两个应用：在地球模拟大气的反射光中恢复 O2 波段，这在未来可能会使用轨道遮光罩和地面超大型望远镜促进；以及后新星 V4332 Sgr 中 KI 线的固有比率的恢复，跟踪发射区域的光学深度，以使用当今的仪器举例说明相关性。我们展示了应该如何通过使用高分辨率大气传输建模来导出校正函数以补偿依赖于径向速度偏移、光谱分辨率和目标线剖面函数的误差，这必须针对个别情况进行求解。讨论了两个应用：在地球模拟大气的反射光中恢复 O2 波段，这在未来可能会使用轨道遮光罩和地面超大型望远镜促进；以及后新星 V4332 Sgr 中 KI 线的固有比率的恢复，跟踪发射区域的光学深度，以使用当今的仪器举例说明相关性。我们展示了应该如何通过使用高分辨率大气传输建模来导出校正函数以补偿依赖于径向速度偏移、光谱分辨率和目标线剖面函数的误差，这必须针对个别情况进行求解。讨论了两个应用：在地球模拟大气的反射光中恢复 O2 波段，这在未来可能会使用轨道遮光罩和地面超大型望远镜促进；以及后新星 V4332 Sgr 中 KI 线的固有比率的恢复，跟踪发射区域的光学深度，以使用当今的仪器举例说明相关性。我们展示了如何通过使用高分辨率大气传输建模来推导出用于补偿依赖于径向速度偏移、光谱分辨率和目标线剖面函数的误差的校正函数，必须针对个别情况进行求解。未来可能会使用轨道遮光罩和地面超大型望远镜进行促进；以及后新星 V4332 Sgr 中 KI 线的固有比率的恢复，跟踪发射区域的光学深度，以使用当今的仪器举例说明相关性。我们展示了应该如何通过使用高分辨率大气传输建模来导出校正函数以补偿依赖于径向速度偏移、光谱分辨率和目标线剖面函数的误差，这必须针对个别情况进行求解。未来可能会使用轨道遮光罩和地面超大型望远镜进行促进；以及后新星 V4332 Sgr 中 KI 线的固有比率的恢复，跟踪发射区域的光学深度，以使用当今的仪器举例说明相关性。我们展示了应该如何通过使用高分辨率大气传输建模来导出校正函数以补偿依赖于径向速度偏移、光谱分辨率和目标线剖面函数的误差，这必须针对个别情况进行求解。