通过红外偏振测量表征系外行星大气

行星可以像褐矮星一样发射偏振热辐射。我们使用先进的辐射传输代码计算了热系外行星的热偏振信号，该代码完全包含了气体分子和云粒子的所有散射阶次。该代码在空间上分辨了行星的盘面，从而可以对水平方向不均匀的行星进行模拟。我们的结果表明，系外行星热辐射的线偏振度 P 预计在其临边附近最高，并且该 P 值取决于温度及其梯度、散射特性以及云粒子的分布。对于球对称行星，其盘面积分后的热辐射 P 为零。然而，对于因扁率、大气中的云带或斑点、昼夜面差异和/或遮挡环而呈现球不对称的行星，P 通常大于 0.1%，在有利情况下，在近红外波段甚至可达百分之几。探测热偏振信号可以提供其他方式难以获得的行星参数：它立即确认了云的存在，并且 P 可以约束大气的不均匀性以及由行星自转速率引起的扁率。对于纬向对称的行星，偏振角将给出行星自转轴垂直于视线方向的分量。最后，我们的模拟表明，P 通常比热流量对有云行星大气的变化更敏感，因此能更好地揭示某些动力学过程。