改进的H2-He和H2-H2碰撞诱导吸收模型及其在外行星大气中的应用

使用面向氢氦 (H2-He) 双分子的最新ab initio相互作用诱导偶极矩和势能曲面的，我们计算了40-400 K下0-4000 cm⁻¹频率范围内的旋转平移碰撞诱导吸收系数。量子力学散射计算考虑了完整的各向异性相互作用势能，取代了各向同性近似。预期吸收数据在2500 cm⁻¹以下的不确定性为2%或更好。在最高频率处，由于旋转平移吸收被罗vibrational带所遮蔽，uncertainty略高。我们改进了与200-800 cm⁻¹范围内实验测量的一致性，这源于势能曲面的改进。之前可用的H2-H2双分子的旋转平移数据集 (Fletcher等, Astrophys. J. Supp. 235, 24 (2018)) 也扩展至4000 cm⁻¹。对于罗vibrational带，之前的各向同性势能计算对H2-He (Gustafsson等, J. Chem. Physics. 113, 3641 (2000)) 和H2-H2 (Borysow, Icarus 92, 273 (1992)) 已扩展以补充旋转平移数据集。吸收系数针对从normal-H2到纯para-H2的正交态比例，以及平衡态H2，在40-400 K范围内均给出。我们对这些更新对天王星的寒冷大气和木星更温暖的大气进行了模拟。它们在旋转平移区域相当于亮度温度差的几分之一度，但在罗vibrational区域可达4度。我们的改进措施纠正了否则为+2%的误差，从Uranus光谱 alone确定He/H2比率。