基于 JWST 观测的 WASP-39b 大气中霾与云微物理的耦合

我们呈现一项关于 WASP-39b 大气中霾与云耦合的研究。我们开发了一个云微物理模型，模拟气态巨行星大气中光化学霾上 Na2S 与 MgSiO3 凝聚物的形成。我们将该模型应用于近期由 JWST 观测的 WASP-39b，以研究这些异质组分如何影响透射光谱。我们独立模拟晨昏终止线并平均其透射光谱。虽然 MgSiO3 的形成对光谱影响可忽略，但 Na2S 凝聚物在水带中产生灰色不透明度，与 HST 和 JWST 观测一致。此外，晨侧 Na2S 的形成耗尽了大气中的钠含量，削弱了 Na 谱线强度。结合晨昏剖面可良好拟合 Na 观测。这些标称结果假设较小的 Na2S/霾接触角（5.7°）。使用较大值（61°）降低了云密度与不透明度，但对 Na 剖面与谱线的影响保持不变。另外，高层大气中霾的存在再现了 HST 与 VLT 数据中观测到的紫外-可见斜率，并在低于 2 微米波长的水带间贡献了不透明度。平均光谱对本研究测试的涡扩散与霾质量通量的变化相当不敏感，尽管探测云上霾层的紫外-可见斜率受到影响。最后，我们包含光化学的非平衡化学模型再现了观测到的 SO2 与 CO2 吸收特征。