无原初水耗散的从晴空到多云热木系外行星的连续谱
地球与行星天体物理
2015-12-15 v1
摘要
目前已发现数千颗凌日系外行星，但其大气光谱分析至今仍由少数几颗系外行星及覆盖相对较窄波长范围（如 1.1 至 1.7 {\mu}m）的数据主导。近期研究表明，部分热木系外行星在其近红外光谱中的水吸收特征远弱于预测。水信号的低振幅可由极低的水丰度解释，这可能标志着水在行星形成位置的原始行星盘中已被耗散，但尚不清楚这种程度的耗散是否实际能够发生。或者，这些微弱信号可能是云层或霾遮蔽的结果，正如在某些光学光谱中所发现的那样。在此，我们报告了一项覆盖 0.3-5 微米波长范围的十颗热木对比研究结果，这使我们能够在光谱学上同时分辨光学散射与红外分子吸收。我们的结果揭示了一组多样的热木，呈现出从晴空到多云大气的连续谱。我们发现，在光学与红外波长测得的行星半径之差是区分不同大气类型的有效指标。该差异与水的光谱强度相关，因此在晴空大气行星中可见强水吸收线，而最弱的特征则与云层和霾相关。这一结果有力地表明，形成期间的原初水耗散是不大可能的，云层和霾才是导致光谱特征变弱的原因。
引用
@article{arxiv.1512.04341,
title = {A continuum from clear to cloudy hot-Jupiter exoplanets without primordial water depletion},
author = {David K. Sing and Jonathan J. Fortney and Nikolay Nikolov and Hannah R. Wakeford and Tiffany Kataria and Thomas M. Evans and Suzanne Aigrain and Gilda E. Ballester and Adam S. Burrows and Drake Deming and Jean-Michel Désert and Neale P. Gibson and Gregory W. Henry and Catherine M. Huitson and Heather A. Knutson and Alain Lecavelier des Etangs and Frederic Pont and Adam P. Showman and Alfred Vidal-Madjar and Michael H. Williamson and Paul A. Wilson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.04341},
year = {2015}
}
备注
This is the authors version of the manuscript, 18 pages including Methods. Published in Nature, available at http://nature.com/articles/doi:10.1038/nature16068 spectra also available at http://www.astro.ex.ac.uk/people/sing/David_Sing/Spectra.html