关于外太阳系巨行星与棕矮星的非灰色理论

我们present了一系列针对有效温度低于1300 K的外太阳系巨行星（EGPs）和棕矮星大气、光谱、颜色与演化的新型非灰色计算结果。该理论涵盖了赫氏星体中大部分质量/年龄参数空间，是首个可降至100 K的光谱研究。这些计算旨在助力全球范围内正在或计划进行的巨行星和棕矮星搜索，揭示了该类天体的异国情调。普遍而言，长波长处的H₂吸收与短波长处的H₂O透光窗共同作用，将通量向蓝端重新分配。低于1200 K时，甲烷为主要碳载分子，是EGP和棕矮星光谱的通用诊断特征。我们发现，最佳搜索波段为Z（约1.05 \mic）、J（约1.2 \mic）、H（约1.6 \mic）、K（约2.2 \mic）、M（约5 \mic）和N（约10 \mic），其中近红外外发射通量相对于黑体值可高出多个数量级，且EGP和棕矮星的红外颜色远远偏蓝于此前所认知。在具体而言，相对于J和H波段，K波段通量因CH₄和H₂吸收而减弱。进一步我们推导，对于T_eff低于1200 K的大多数或全部真实金属都被封存于光球以下，内部辐射层是赫氏星体的通用特征，H₂O和NH₃云分别在T_eff约400 K和约200 K时形成。本研究以太阳金属度独立天体为例，不包含恒星辐射的影响。尽管如此，这仍是一种尝试，以桥接行星与恒星领域，构建覆盖从0.3 \mj（“土星”）至70 \mj（约0.07 \mo）的非灰色理论。我们发现，对于地面和空间基天文台的棕矮星/EGP探测范围，均高于此前估计。