系外行星大气中的幻象与现实
地球与行星天体物理
2017-01-04 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
系外行星的大气揭示了其除质量、半径和轨道之外的所有性质。基于体积密度，我们知道大于 1.5 个地球半径的系外行星必定具有气体包层，因此具有大气。我们讨论了表征系外行星大气的当代技术。这些测量非常困难，因为即使在当前有利的条件下，信号也可能小至宿主恒星流量的 0.001%。因此，一些早期结果具有幻象性，未被后续研究证实。迄今为止显著的幻象包括偏振散射光、温度逆温以及碳行星的存在。该领域正从最初试探性且往往不正确的结论，逐步收敛于系外行星大气的现实。这一现实是通过凌星法探测近距系外行星，以及直接成像探测远轨道上的年轻或大质量系外行星而揭示的。目前已在小至海王星的系外行星中稳健地探测到了若干原子和分子成分。在我们当前的观测中，云和霾的影响似乎无处不在。当前前沿课题包括测量巨行星中的重元素丰度、探测含碳分子、测量大气温度廓线、定义潮汐锁定行星的热循环效率，以及推动对超级地球大气的探测与表征。用于这一探索的未来设施包括 James Webb 空间望远镜和地面新一代极大望远镜。在更遥远的未来，NASA 的 HabEx 和 LUVOIR 任务概念有望将系外行星大气的研究扩展至地球的真正孪生体。
引用
@article{arxiv.1701.00493,
title = {Illusion and Reality in the Atmospheres of Exoplanets},
author = {Drake Deming and Sara Seager},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.00493},
year = {2017}
}
备注
Invited Review for the 25th Anniversary issue of JGR Planets, in press