利用JWST推断亚海王星系外行星的浅表面

Shang-Min Tsai; Hamish Innes; Tim Lichtenberg; Jake Taylor; Matej Malik; Katy Chubb; Raymond Pierrehumbert

doi:10.3847/2041-8213/ac399a

利用JWST推断亚海王星系外行星的浅表面

地球与行星天体物理 2021-12-08 v1

作者: Shang-Min Tsai , Hamish Innes , Tim Lichtenberg , Jake Taylor , Matej Malik , Katy Chubb , Raymond Pierrehumbert

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摘要

小于海王星且大于地球的行星构成了已发现系外行星的大多数。那些具有富H $_2$ 大气的行星是大气表征的首要目标。超级地球与亚海王星这两类主要天体之间的过渡尚不清晰,因为岩质表面很可能无法被观测直接触及。追踪若干痕量气体(特别是氨(NH $_3$ )和氢氰酸(HCN)的丢失)已被提出作为存在浅表面的示踪指标。在本工作中,我们详细重审了所提出的氮转换机制,发现其时间尺度约为一百万年。NH $_3$ 表现出双重路径转化为N $_2$ 或HCN,取决于恒星的紫外辐射与系统的演化阶段。此外,甲醇(CH $_3$ OH)被确定为一种稳健且互补的浅表面示踪物。我们沿K2-18b的基准例子,在赤道面上使用2D光化学模型(VULCAN)进行追踪。我们发现由于缓慢的化学演化,在0.1 mbar以下由昼面控制的相当均匀的成分分布。结论是,在詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)时代,NH $_3$ 与CH $_3$ OH是推断亚海王星表面最明确的示踪物。

关键词

亚海王星系外行星浅表面 JWST 大气表征痕量气体示踪光化学建模

引用

@article{arxiv.2111.06429,
  title  = {Inferring Shallow Surfaces on sub-Neptune Exoplanets with JWST},
  author = {Shang-Min Tsai and Hamish Innes and Tim Lichtenberg and Jake Taylor and Matej Malik and Katy Chubb and Raymond Pierrehumbert},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.06429},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted for publication in ApJL

利用JWST推断亚海王星系外行星的浅表面

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关键词

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