热土星 JWST ERO 目标 WASP-96b 上的云形成
地球与行星天体物理
2023-02-01 v1
摘要
WASP-96b 是一颗热土星系外行星，其平衡温度完全处于热力学预期广泛云形成的区间内。先前的 Hubble/WFC3、Spitzer/IRAC 和 VLT/FORS2 观测已被合并为单一光谱，对其的检索表明这是一个寒冷但无云的大气。最近，该行星作为早期释放观测（ERO）的一部分被詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）观测。从 3D GCM expeRT/MITgcm 结果中提取一维剖面，并用作动力学非平衡模型的输入，以研究混合组成矿物云颗粒的形成。将 ARCiS 检索框架应用于 JWST 之前的 WASP-96b 凌星光谱，以研究有云模型与假设无云凌星光谱之间的明显矛盾。预测云在 WASP-96b 大气中无处不在。硅酸盐物质贡献了 40% 到 90%，因此金属氧化物在低压力区也贡献高达 40%，这些区域影响光谱。我们探索如何使这些有云模型与当前可用的大气凌星光谱相匹配。减弱的垂直混合使云沉降到大气中更深处，而增加云颗粒的孔隙率降低了云在近红外和光学区域的不透明度。这两种效应都使得更清晰分子特征得以被观测，同时仍允许云存在于大气中。WASP-96b 的大气不太可能是无云的。对 HST、Spitzer 和 VLT 光谱的检索也显示多个有云解可重现数据。JWST 观测将受到云的影响，其中即使在 NIRISS 波长范围内，云顶压力也变化一个数量级。NIRSpec 的长波端和 MIRI 的短波端可能探测 WASP-96b 终晨线两侧之间的大气不对称性。
引用
@article{arxiv.2211.00633,
title = {Clouds form on the hot Saturn JWST ERO target WASP-96b},
author = {Dominic Samra and Christiane Helling and Katy Chubb and Michiel Min and Ludmila Carone and Aaron Schneider},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.00633},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 13 figures, accepted for publication in A&A