EXOPLINES:褐矮星与巨行星大气分子吸收截面数据库
地球与行星天体物理
2021-06-23 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
恒星、亚恒星与行星大气模型均对输入不透明度高度敏感。各类前沿恒星/行星模型之间的代际差异主要源于不完整和过时的原子/分子线列表。本文呈现一个针对晚型恒星、褐矮星和行星大气中关键大气分子所有同位素体的预计算吸收截面数据库:MgH、AlH、CaH、TiH、CrH、FeH、SiO、TiO、VO和H2O。所计算不透明度的压强与温度范围分别为10--3000~bar和75--4000~K,其光谱范围在多数可能情况下为0.25--330~m。对于无压强展宽数据的情形,我们使用碰撞理论弥补缺口。我们还探讨了在不同线列表下计算的吸收截面对超热木星和M矮星大气的影响。利用一维自洽辐射-对流热化学平衡模型,我们报道了亚恒星大气理论光谱和热轮廓的显著变化。以一个2000 K代表性超热木星,我们报道透射光谱和热发射光谱分别高达320和80 ppm的变化。对于一个3000 K的M矮星,我们发现光谱差异高达125。我们发现最显著的差异源于TiO线列表的选择,主要位于1m以下。总之,我们呈现(1)一个预计算分子吸收截面数据库,以及(2)量化了因线列表差异表征亚恒星/系外行星大气时产生的偏差,从而凸显了正确且完整的不透明度对最终应用于高精度光谱与测光的重要性。
引用
@article{arxiv.2104.00264,
title = {EXOPLINES: Molecular Absorption Cross-Section Database for Brown Dwarf and Giant Exoplanet Atmospheres},
author = {Ehsan Gharib-Nezhad and Aishwarya R. Iyer and Michael R. Line and Richard S. Freedman and Mark S. Marley and Natasha E. Batalha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.00264},
year = {2021}
}
备注
accepted in ApJS. 44 pages, 17 figures, 7 tables. Comments are welcome