亚恒星大气中凝结云的沉降效率

亚恒星大气中的凝结云已广泛地从光谱和测光变率中被推断出来。迄今为止,它们的水平平均垂直分布和平均粒子大小主要在模型中表征,其中之一是 Ackerman & Marley (2001) 的涡扩散-沉降模型,该模型依赖一个沉降效率参数 $f_{\rm sed}$ 来确定大气中云的垂直范围。然而,控制亚恒星大气中云垂直结构的物理过程尚不甚明了。在这项工作中,我们通过拟合由更详细的云微物理模型计算的云分布,推导了在很大范围的涡扩散系数 ($K_{zz}$)、引力、材料性质和云形成路径下 $f_{\rm sed}$ 的变化趋势。我们发现,当 $K_{zz}$ 保持恒定时,$f_{\rm sed}$ 依赖于 $K_{zz}$ 但不依赖于引力。$f_{\rm sed}$ 对云粒子的成核率最为敏感,而成核率由表面能和分子量等材料性质决定。高表面能材料形成更少、更大的云粒子,导致较大的 $f_{\rm sed}$ ($>$1),表面能低的材料则相反。对于通过异质成核形成的云,$f_{\rm sed}$ 对凝结核通量和半径敏感,从而将亚恒星大气中的云形成与天体形成环境及其他大气气溶胶联系起来。这些见解可改进云模型,帮助我们更好地理解亚恒星大气。例如,我们证明 $f_{\rm sed}$ 可随大气中云底深度增加而增大,这为棕矮星 L/T 转变的本质提供了线索。