利用灵活的辐射传输模块一致模拟 K2-18b 的广泛大气场景
地球与行星天体物理
2020-07-29 v1
摘要
小型、潜在岩质系外行星的大气预计在成分和质量上覆盖多样范围。因此，研究这类天体需要灵活且广泛的建模能力。在这项工作中，我们展示了导致我们灵活的辐射传输模块 REDFOX 的关键开发步骤，并针对太阳系行星地球、金星和火星以及蒸汽大气验证了 REDFOX。REDFOX 是一个 k 分布模型，使用相关 k 方法结合随机重叠法计算不透明度，用于辐射传输的 双流近似。瑞利散射、紫外/可见光截面和连续谱的不透明度贡献可以选择性添加。凭借我们新模型改进的能力，我们计算了 K2-18b 的各种大气场景，K2-18b 是一颗质量约为 8 M 的超级地球/亚海王星，运行在一颗 M 型星的温带区域，最近在红外波段观测到了 HO 光谱特征。我们模拟了类地、类金星以及不同太阳金属丰度的 H-He 主大气，并展示了由此产生的气候和光谱特征，并与观测数据进行了比较。我们的结果表明，K2-18b 具有一个 H-He 大气，其中含有有限量的 HO 和 CH。结果不支持 K2-18b 拥有一个直接暴露于大气的水储库的可能性，因为这会降低大气标高，从而使得光谱特征的幅度与观测结果不一致。我们还对高达 50 倍太阳金属丰度的 H-He 大气进行了测试，所有结果均与观测兼容。
引用
@article{arxiv.2005.02114,
title = {Consistently Simulating a Wide Range of Atmospheric Scenarios for K2-18b with a Flexible Radiative Transfer Module},
author = {M. Scheucher and F. Wunderlich and J. L. Grenfell and M. Godolt and F. Schreier and D. Kappel and R. Haus and K. Herbst and H. Rauer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.02114},
year = {2020}
}
备注
28 pages, 13 figures, accepted for publication in ApJ