恒星耀发驱动下巨行星大气演化中的温度-化学耦合

我们研究了与恒星耀发相关的增强 UV 辐射对巨行星系外行星大气成分与温度的影响。研究采用一维辐射-对流-化学模型,其中温度与非平衡化学之间存在自洽反馈。我们发现,耀发驱动的化学成分与温度变化在宽泛的压力层级和物种范围内引发了长期的演化趋势。允许化学与温度之间的反馈,对于确立这些大气的宁静结构起着重要作用,并决定了它们因耀发而产生的演化。我们发现较冷的行星比较暖的行星更易受耀发影响,其成分与温度变化更大,且温度-化学反馈改变了它们的演化。长期暴露于耀发会改变巨行星大气的透射光谱;当温度结构被允许与化学自洽演化时,这些变化有所不同。由耀发对这些大气的影响所致的光谱特征变化可与成分变化相关联。耀发对足够冷行星大气的影响将冲击 JWST 的观测。为准确捕捉耀发对较冷巨行星透射光谱中特征的影响,有必要使用温度与化学的自洽模型,但这在很大程度上取决于行星的辐射环境。