利用HELIOS探究自发光与受辐照系外行星大气
地球与行星天体物理
2019-04-17 v1
摘要
我们展示了1D辐射传输代码HELIOS中新增的方法特性和物理成分，改进了半球两流形式。我们与多个成熟的正向模型（包括COOLTLUSTY、PHOENIX）进行了详尽的对比调研，发现与其结果具有令人满意的一致性。随后，我们探究了（i）不同组别的吸收源、（ii）恒星路径长度修正、以及（iii）散射修正对自洽计算的大气温度和行星发射光谱的影响。首先，我们观察到温度-压强（T-P）剖面对所包含的不透明度非常敏感，金属氧化物、氢化物、碱原子（以及电离氢）在吸收短波辐射（在极热环境中）方面起着重要作用。此外，若这些物种足够丰富，它们很可能诱发非单调的T-P剖面。其次，若无恒星路径长度修正，对于高于80°的天顶角，入射恒星通量被显著低估，这在一定程度上影响了高层大气温度和行星发射。第三，散射修正将反射恒星光的计算精度提高了约10%。我们利用HELIOS计算了一系列无云、处于辐射-对流平衡的自发光行星大气网格，涵盖有效温度、表面重力、金属丰度和C/O比的范围，以供行星演化研究使用。此外，我们针对一组系外行星计算了日间侧温度和二次掩食光谱，并改变化学组成与热再分布。这些结果可用于对未来观测进行大气表征可行性的预测。
引用
@article{arxiv.1903.06794,
title = {Self-luminous and irradiated exoplanetary atmospheres explored with HELIOS},
author = {Matej Malik and Daniel Kitzmann and João M. Mendonça and Simon L. Grimm and Gabriel-Dominique Marleau and Esther F. Linder and Shang-Min Tsai and Kevin Heng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.06794},
year = {2019}
}
备注
33 pages, 18 figures, accepted for publication in AJ