具有水云与非平衡化学的Y型矮星大气自洽模型

Y型矮星是棕矮星中最冷的光谱类型。其有效温度低于500 K，最冷探测低至约250 K。它们的光谱主要由气态水、甲烷和氨塑造。在Y型矮星温度范围的较暖一端，已观测到非平衡一氧化碳的光谱特征。较冷的Y型矮星大气中可能存在水云。由于它们构成了恒星形成过程的低质量尾端，并且是难以观测温度范围内巨型气态系外行星大气的宝贵类比对象，理解Y型矮星大气成分与过程既会深化我们对行星与恒星形成认知，也为刻画冷系外行星提供阶梯。JWST光谱观测有望为这些天体提供前所未有的细节水平，然而已发表的自洽模型网格甚至未能准确复现现有的HST与地面观测。本工作中，我们提出一套新的1维辐射-对流平衡模型，以辅助Y型矮星大气与光谱的刻画。我们计算了晴空、有云、平衡化学与非平衡化学模型，提供了一套支撑即将到来的JWST全色Y型矮星刻画时代的综合模型。将这些模型与当前观测比较，我们发现非平衡CH4-CO与NH3-N2化学以及水云的存在可使模型与观测更好地吻合，尽管仍不完全。