通过反演高反照率识别岩石系外行星的大气层
摘要
詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）即将发射，意味着我们很快将具备表征岩石系外行星大气的能力。然而，围绕M矮星近距离运行的此类行星能否保留其大气，或恒星的高能辐照是否会剥离这些天体的气体包层，目前仍属未知。我们提出一种新方法，通过在次食期间利用热发射反演高昼侧反照率（只能由明亮云层解释）来探测K/M矮星周围同步自转岩石系外行星的大气。基于对合理表面条件的计算，我们得出结论：对于亚恒星温度T_sub = 410–1250 K的行星，高反照率可明确解释为大气信号。该范围对应平衡温度T_eq = 300–880 K。我们将八种可能行星表面成分的反演反照率与云反照率计算进行比较。我们确定，光学厚度大于τ=0.5–7的云层将具有足够高的反照率，可与裸岩表面区分。这种探测岩石行星大气的方法是对现有大气探测方法的补充，因为它提供了一种探测低于1 bar（如火星）气压大气的途径，此类大气过于稀薄而无法输送显著热量，但厚足以承载高反照率云。
引用
@article{arxiv.1907.13150,
title = {Identifying Atmospheres on Rocky Exoplanets Through Inferred High Albedo},
author = {Megan Mansfield and Edwin S. Kite and Renyu Hu and Daniel D. B. Koll and Matej Malik and Jacob L. Bean and Eliza. M. -R. Kempton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.13150},
year = {2020}
}
备注
Accepted to ApJ. Also see these three companion papers: 1. Koll et al (accepted to ApJ), "Identifying Candidate Atmospheres on Rocky M Dwarf Planets Via Eclipse Photometry", 2. Malik et al (accepted to ApJ), "Analyzing Atmospheric Temperature Profiles and Spectra of M dwarf Rocky Planets", and 3. Koll (accepted to ApJ) "A Scaling Theory for Atmospheric Heat Redistribution on Rocky Exoplanets"