最冷棕星中的 Protosolar D-to-H 比值和每十亿分之一的 PH$_{3}$
太阳与恒星天体物理
2024-11-26 v2 地球与行星天体物理
摘要
最冷的 Y 型谱类的棕星在质量和温度上类似于冷和温暖(约200--400 K)的巨型系外行星。因此，我们可以将它们的大气用作行星大气的代理，测试我们对这些复杂、寒冷世界的物理和化学理解。 在这些寒冷的温度下，它们的大气冷却到足以形成水雾，化学时间尺度增加，增加了与更温暖的行星类别相比不平衡化学的可能性。 JWST 观测正在以高信噪比、中分辨率的近红外和中红外光谱图 revolution 对这些世界的特征化。这些光谱被用于测量显著物种，如水、甲烷和氨的丰度；像二氧化碳这样能追踪化学反应的物种；甚至是二氧化碳和氨的同分异构体。本文 presenting了针对已知最冷的 Y 棕星 WISE 0855-0714(使用 NIRSpec G395M 光谱)的大气检索结果，其有效温度约为264 K。我们报告了通过相对测量脱氢甲烷(CHD)和标准甲烷检测到的棕星大气外太阳系外的脱氢(D)的检测。据此，我们首次推断了太阳系外的亚星体的 D/H 比值。我们还报告了对磷化氢(PH)的每十亿分之一丰度的良好约束。我们讨论了这些结果的解释以及对棕星和巨型系外行星形成和演化的含义。
引用
@article{arxiv.2411.14541,
title = {Protosolar D-to-H abundance and one part-per-billion PH$_{3}$ in the coldest brown dwarf},
author = {Melanie J. Rowland and Caroline V. Morley and Brittany E. Miles and Genaro Suárez and Jacqueline K. Faherty and Andrew J. Skemer and Samuel A. Beiler and Michael R. Line and Gordon L. Bjoraker and Jonathan J. Fortney and Johanna M. Vos and Sherelyn Alejandro Merchan and Mark Marley and Ben Burningham and Richard Freedman and Ehsan Gharib-Nezhad and Natasha Batalha and Roxana Lupu and Channon Visscher and Adam C. Schneider and T. R. Geballe and Aarynn Carter and Katelyn Allers and James Mang and Dániel Apai and Mary Anne Limbach and Mikayla J. Wilson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.14541},
year = {2024}
}
备注
17 pages, 7 figures, accepted to ApJ Letters