富氢高温系外行星大气中的光化学
地球与行星天体物理
2022-02-17 v1 天体物理仪器与方法
摘要
光化学有潜力显著影响系外行星的大气组成，并对大气的辐射传输、热结构与动力学产生影响，尤其在富UV的恒星环境中。本文给出碳富集系外行星大气在高温下光化学的首次实验室实验模拟结果。气相分子组成的演化通过红外光谱与质谱定量监测。我们发现，在600 K至1500 K温度范围内经莱曼-alpha光子辐照时，H2/CO气体组成可显著偏离热平衡组成。二氧化碳与水是被发现由光解导致的主要产物，而甲烷的形成在较小程度上也被观测到。我们发现光化学效率与温度升高强相关。我们发现，在超太阳C/O=1环境（相对于太阳值C/O比=0.54表示C富集）中水由光化学高效产生，这对许多系外行星透射光谱的解释具有重要启示。我们还发现，在1500 K及莱曼-alpha紫外辐射下形成有机固体凝聚物，证实了在相对于太阳具有增强C/O比的热木星系外行星大气中形成光化学霾的可能性。
引用
@article{arxiv.2202.07943,
title = {Photochemistry in hot H2-dominated exoplanet atmospheres},
author = {Benjamin Fleury and Murthy S. Gudipati and Bryana L. Henderson and Mark Swain},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.07943},
year = {2022}
}
备注
32 pages, 3 tables, 10 figures