JWST 时代下亚恒星云成分的实证确定
太阳与恒星天体物理
2021-11-03 v1 地球与行星天体物理
摘要
大多数棕矮星的大气温度足够低以形成云。多种物质可能凝结,包括难熔金属氧化物和硅酸盐;所预言的云颗粒的精确成分与晶体结构取决于所使用的建模框架,且尚未得到实证约束。Spitzer 已在 L 型矮星光谱中显示出硅酸盐特征的暂定证据,JWST 可在许多 L 型矮星中测量这些特征。在此,我们提出新模型以预言最强云吸收特征的信号。我们研究不同的云矿物种类,并确定颗粒尺寸、矿物学与晶体结构如何改变光谱特征。我们发现,对于小颗粒尺寸( 1 m),硅酸盐与难熔云具有强烈的云吸收特征。将模型光谱与五个显示硅酸盐特征的棕矮星进行比较;在大气上层包含小颗粒的模型产生了宽泛的云矿物特征,并且比 Ackerman & Marley (2001) 云模型更好地匹配观测光谱。我们利用 JWST 上的 MIRI 仪器对一系列邻近多云棕矮星模拟观测,表明若小颗粒存在,这些特征可轻易被探测到。此外,对于测光变星棕矮星,我们的预言表明,借助 JWST,通过测量矿物特征内外光谱变异性,我们可确定硅酸盐(或其他)云为变异性之因。中红外光谱是实证约束棕矮星大气中复杂云凝结序列的一种有前景的工具。
引用
@article{arxiv.2108.03161,
title = {Empirically Determining Substellar Cloud Compositions in the era of JWST},
author = {Jessica L. Luna and Caroline V. Morley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.03161},
year = {2021}
}
备注
24 pages, 18 figures, Accepted for publication in ApJ