棕矮星大气中污秽尘埃粒子的可探测性

尘埃云影响棕矮星大气的结构，影响热量传递并改变气相化学。然而，其形成和演化的物理过程尚不清楚。在本文中，我们预测尘埃特征并提出一种基于棕矮星大气中不同固态成分光谱特征的测试方法，以探测尘埃形成的物理过程。我们采用一种用于棕矮星大气结构的动力学方法（核生成、生长、蒸发、漂移），计算尘埃粒子特性，特别是异构粒子组成和粒子尺寸。采用有效介质理论和米尔理论计算这些球形粒子的消光。尘埃形成导致粒子组成不同于平衡模型中预测的粒子。我们的动力学模型预测，固态无定形SiO2[s]（硅藻）是最丰富的固态成分，其次是无定形MgSiO4[s]和MgSiO3[s]，而在平衡模型中因其为亚稳定固体而不存在SiO2[s]。固态无定形SiO2[s]具有位于8.7μm处的强宽吸收特征，而无定形Mg2SiO4[s]/MgSiO3[s]吸收于9.7μm处，同时在更长波长处还有其他吸收特征。在λ < 15μm的特征若粒子较小（半径<0.2μm）且位于上层大气中，可被探测到。我们建议若在棕矮星大气中检测到8.7μm的特征，可提供非平衡尘埃形成、产生亚稳定固体粒子的证据。若硅酸盐（如长石）更丰富，该特征将向10μm位移并加宽。