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云与澄澈:重新审视海王星大小系外行星的大气特征趋势

地球与行星天体物理 2024-01-22 v2

摘要

过去十年间,精确系外行星透射光谱学在哈勃空间望远镜等观测设施推动下揭示了数十颗系外行星的大气。一个主要发现是大气气溶胶的普遍性,常阻碍获取系外行星化学构成。已识别出初步趋势,显示行星大气澄澈度可能依赖于平衡温度。先前工作常将异质行星归组以提高趋势统计效力,但从观测透射光谱仍不清楚这些行星是否展现相同大气物理与化学。我们呈现对15个温度范围宽广(200-1000 K)的系外海王星透射光谱的更小且物理更相似样本的再分析。利用凝结云和碳氢化合物霾模型,我们发现系外海王星族群最好由低云沉降效率(f_{sed}∼0.1)和高金属丰度(100×太阳)描述。存在约0.5个标高内在散度,也许是这些行星形成过程随机性的证据。观测者应预期海王星大小系外行星透射光谱的显著衰减,在500至800 K平衡温度间可达6个标高。凭借JWST更大波长灵敏度,较冷(<500 K)行星因其更澄澈大气及区分“超级蓬松”与更典型气体主导行星之需,应为高优先级目标。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.07714,
  title  = {Clouds and Clarity: Revisiting Atmospheric Feature Trends in Neptune-size Exoplanets},
  author = {Jonathan Brande and Ian J. M. Crossfield and Laura Kreidberg and Caroline V. Morley and Travis Barman and Björn Benneke and Jessie L. Christiansen and Diana Dragomir and Jonathan J. Fortney and Thomas P. Greene and Kevin K. Hardegree-Ullman and Andrew W. Howard and Heather A. Knutson and Joshua D. Lothringer and Thomas Mikal-Evans},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.07714},
  year   = {2024}
}

备注

Published in ApJL. 11 pages, 3 figures, 4 tables