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利用 PICASO 生成有云与无云热相位曲线:在 WASP-43b 上的应用

地球与行星天体物理 2022-05-18 v2 天体物理仪器与方法

摘要

我们通过开发一条计算三维(3D)模型相位分辨热发射(热相位曲线)的新流程,展示了 PICASO(一种用于系外行星和褐矮星大气的最先进辐射传输模型)的新功能。由于 PICASO 与开源云代码 Virga 耦合,我们能够生成具有不同沉降效率(fsedf_{sed})和云凝结物种的有云相位曲线。我们首次将此新算法应用于热木星 WASP-43b。Kataria 等人先前对 WASP-43b 热发射的研究发现,无云模型与昼侧热发射吻合良好,但高估了夜侧通量,对此云层被认为是一种可能的解释。我们使用 Kataria 等人无云三维大气环流模型中的温度和垂直风结构,并利用 PICASO 进行后处理,假设云形成并影响光谱。我们将我们的模型与 Kataria 等人的结果进行比较,包括 Stevenson 等人利用哈勃太空望远镜宽视场相机 3(WFC3)对 WASP-43b 的观测。此外,我们计算了斯皮策太空望远镜在 3.6 和 4.5 μm\mu m 波段的相位曲线,并与 Stevenson 等人的观测结果进行了比较。尽管 PICASO 使用了粗略的空间网格,我们仍能紧密重现无云结果。我们发现,有云相位曲线与 WFC3 和斯皮策的夜侧数据吻合得更好,同时仍与昼侧发射紧密匹配。这项工作为学界提供了一个便捷、用户友好的工具,用于利用三维模型解释系外行星大气的相位分辨观测。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.03545,
  title  = {Cloudy and Cloud-free Thermal Phase Curves with PICASO: Applications to WASP-43b},
  author = {Nina Robbins-Blanch and Tiffany Kataria and Natasha E. Batalha and Danica J. Adams},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.03545},
  year   = {2022}
}

备注

Published ApJ; GitHub: https://github.com/natashabatalha/picaso/blob/master/picaso/ Docs and Tutorials: https://natashabatalha.github.io/picaso/tutorials.html#moving-to-3-dimensions