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量化并预测系外行星大气中云的存在

地球与行星天体物理 2016-01-29 v1

摘要

系外行星表征中最突出的问题之一是理解其大气中遮蔽性云和霾的普遍程度。在面对有限望远镜资源以及依赖光谱特征探测的大气表征进展时,先验地预测云/霾存在的能力是一个重要目标。作为为未来利用HST和JWST研究确定有利目标的一种手段,我们使用已发表的HST/WFC3透射光谱来确定每个行星水特征的强度,该强度由H2O-J指数定义。通过将此参数以大气标高为单位表示,我们提供了一种在物理多样的系外行星样本中有效比较光谱特征大小的方法。我们发现,当Teq<75060+90T_{eq} < 750^{+90}_{-60} K时,H2O-J指数与行星温度强相关,而当logg<3.20.2+0.3\log g < 3.2^{+0.3}_{-0.2} dex时与表面重力弱相关。此外,H2O-J指数的中位值为1.8±0.31.8{\pm}0.3 H。利用这两个物理参数,我们识别出系外行星的“类别”分界:在Teq=700T_{eq} = 700 K和logg=2.8\log g = 2.8 dex以上的天体更可能具有清晰大气和更强光谱特征(H2O-J > 1),而低于这些阈值中至少一个的天体则越来越可能具有以云为主的大气及微弱光谱特征(H2O-J < 1)。需要额外的高精度测量来证实所报道的趋势。

关键词

引用

@article{arxiv.1601.03492,
  title  = {Quantifying and Predicting the Presence of Clouds in Exoplanet Atmospheres},
  author = {Kevin B. Stevenson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1601.03492},
  year   = {2016}
}

备注

Accepted for publication in ApJL