褐矮星大气中的纬度化学和云变化

褐矮星是太阳系外巨行星的大质量类似物。与通常因其明亮主星的存在而观测受限的系外行星相比，褐矮星是研究亚恒星大气物理、化学和动力学的理想目标。先前对其大气的观测和模拟表明，云层优先在赤道附近形成，这与赤道-极地热梯度相关。在此，我们表明这种大气结构应引起可通过多普勒效应探测到的纬度化学变化。我们引入了一种新方法——差分分子旋转致宽——该方法通过比较高分辨率光谱中单个分子的视旋转致宽来实现。将此方法应用于VLT-CRIRES对褐矮星DENIS J0255-4700大气中不同分子（CO、H2O、CH4和NH3）的观测，证实了纬度化学变化的存在。我们的数据表明，低纬度地区CH4和NH3出现贫化，这与赤道云带一致。我们的方法可应用于多颗褐矮星和系外行星，以绘制其大气图并研究各种大气过程。