系外行星大气——化学、形成条件与宜居性

表征系外行星的大气是系外行星科学的新前沿。过去二十年的系外行星发现表明，系外行星非常普遍，并且在轨道和整体性质上极其多样。随着我们开始研究系外行星的化学多样性、大气和内部过程以及它们的形成条件，我们进入了一个新时代。该领域的最新进展使我们对系外行星大气化学及其对形成条件启示的理解空前深入。我们在本工作中回顾这些进展。我们详细回顾了迄今发现的所有类别系外行星的大气化学理论，从强辐照的气态巨行星、冰巨星、超级地球，到在大轨道间距上直接成像的巨行星。然后我们回顾利用不同方法（包括透射光谱、多普勒光谱和直接成像）对这些各类系外行星大气中的化学物种进行的观测探测。除化学探测外，我们讨论了确定这些大气中化学丰度的进展，以及此类丰度如何被用于约束系外行星形成条件和迁移机制。最后，我们回顾了近期关于宜居系外行星大气的理论工作，随后讨论了该领域的未来展望。