巨系外行星大气中的硫霾：对反射光谱的影响

最近的研究表明，由于 H$_{2}$S 的光解，某些巨系外行星大气中可能出现硫霾。我们研究了这种霾对系外行星几何反照率光谱的影响，以及它可能如何影响计划中的 NASA 空间望远镜 WFIRST 的直接成像结果。对于温带（250 K $<$ T$_{\rm eq}$ $<$ 700 K）木星质量行星，H$_{2}$S 的光化学破坏导致在 100 至 0.1 mbar 之间产生 $\sim$1 ppmv 的 \seight，如果足够冷，其将凝结形成霾。标称霾质量被发现有彻底改变行星几何反照率光谱的作用：清晰大气在 0.5 至 1 $\mu$m 波长间由于分子吸收而较暗，而硫霾的加入由于散射将那里的反照率提升至 $\sim$0.7。霾在 0.4 $\mu$m 短波方向的强吸收导致反照率 $<$0.1，与清晰大气中瑞利散射产生的高反照率形成对比。结果，行星的颜色从蓝变为橙。硫霾的存在掩盖了甲烷和水的分子特征，从而使大气成分的表征复杂化。WFIRST 探测此类霾是可能的，但区分硫霾与其他任何高反射、高海拔散射体将需要 0.4 $\mu$m 短波方向的观测，这目前超出 WFIRST 的设计能力。