超级地球 55 Cancri e 存在大气层的证据

在表征地球大小与超级地球大小的系外行星时，一个主要问题是它们是否拥有类似地球和金星的实质性大气层，或是类似水星的裸岩表面。热辐射中的行星相位曲线为这一问题提供了线索，因为实质性大气层传热的效率会高于裸岩表面。此前，分析次食附近的相位曲线测光数据已被用于研究热木星大气中的能量传输。在此，我们利用相位曲线与 Spitzer 时序测光数据研究超级地球系外行星 55 Cancri e 的热辐射特性。我们采用半解析框架将物理模型拟合至 4.5 微米处的红外测光数据。该模型使用的行星特性参数包括 Bond 反照率、热量重分配效率（即大气辐射时间尺度与平流时间尺度之比）以及大气温室因子。55 Cancri e 的相位曲线以热辐射为主，并伴有向东偏移的热点。我们确定其热量重分配效率约为 1.47，这意味着平流时间尺度与辐射时间尺度处于同一数量级。裸岩行星情景无法满足这一要求，因为熔岩流带来的热传输将过于缓慢。因此，相位曲线支持存在实质性大气层的情景。我们对热量重分配效率的约束转化为约 1.4 bar 的大气压强。因此，Spitzer 4.5 微米波段成为窥探 55 Cancri e 深层大气的一个窗口。