L/T矮星与系外巨行星的无云大气
地球与行星天体物理
2016-02-03 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
自二十年前首次探测到褐矮星（BD）以来，解释其复杂光谱演化的公认传统情景一直是大气中被称为“尘埃”或“云”的微米级凝聚物所起的关键作用。然而，这一情景面临重大问题，特别是L到T转变处的J波段增亮和FeH吸收的重现，并且缺乏对该转变的基于物理第一性原理的理解。本文中，我们为BD和系外巨行星（EGP）的光谱演化提出了一种全新的、完全不同的解释，无需援引云。我们表明，由于CO/CH4和N2/NH3化学反应的缓慢，褐矮星（分别为L和T型）与EGP大气遭受一种热化学不稳定性，其性质类似于地球海洋及地核/地幔边界处存在的指进或化学对流不稳定性。所诱发的小尺度湍流能量传输降低了大气中的温度梯度，解释了观测到的L矮星和炽热EGP在近红外J-H和J-K颜色上的增加，而随着CO/CH4不稳定性消失，沿L到T转变深层大气的变暖自然地解决了上述两个难题，并提供了L到T转变的物理解释。这一新图景导致我们对BD和EGP大气及其演化的理解发生彻底修正。
引用
@article{arxiv.1601.03652,
title = {Cloudless atmospheres for L/T dwarfs and extra-solar giant planets},
author = {P. Tremblin and D. S. Amundsen and G. Chabrier and I. Baraffe and B. Drummond and S. Hinkley and P. Mourier and O. Venot},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.03652},
year = {2016}
}
备注
Accepted in ApJL, comments welcome