炽热多云:超级地球与亚海王星中的高温云层
地球与行星天体物理
2026-01-23 v1
摘要
JWST 观测首次提供了岩质系外行星——55 Cnc e——存在大气的证据。55 Cnc e 的大气炽热,平衡温度 K,并表现出强烈的变异性,熔融地壳上方的云层形成可能是其一种解释。55 Cnc e 的大气成分尚不明确,但表明存在挥发性物质。我们在由富氮、富氧、富碳和富氢大气构成的网格上运行了云形成模型,以探究在炽热超级地球和炽热亚海王星(K T K)上可能预期出现的云类型。我们的模型结合了辐射传输与气态及凝聚相的平衡化学、可凝聚物质的垂直混合、沉降、成核和凝聚。我们发现,物质的凝聚能力高度依赖于大气中的氧丰度。贫氧大气可被紫外和光学吸收体 PS、TiO 和 CN 加热,从而产生逆温层,这会抑制凝聚。富氧大气则更冷,没有逆温层,因此更有利于云的形成。在具有太阳系难熔元素丰度的富氧大气中,预期的主要云成分是 TiO(s)。这些星球上云层的光谱特征在透射光谱中比在发射光谱中更强,尤其是在短波波段。我们发现,与在炽热的岩质行星上可能形成的多种稳定云成分相比,固态物质的实测数据十分匮乏。
引用
@article{arxiv.2601.15927,
title = {Hot and cloudy: High temperature clouds in super-Earths and sub-Neptunes},
author = {Leoni J. Janssen and Yamila Miguel and Michiel Min and Helong Huang and Mantas Zilinskas and Christiaan P. A. van Buchem},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.15927},
year = {2026}
}