搜寻第九行星：大气、光谱、演化与可探测性
地球与行星天体物理
2016-06-22 v2
摘要
我们利用在研究天王星和海王星方面有传承的建模工具，研究了太阳系中拟议的第九行星的物理特性。对于一系列合理的质量和内部结构，我们发现了其内禀有效温度的上限，对于5-20倍地球质量，约为35-50 K，我们也探索了更低的有效温度值。可能的行星半径可以轻易地从3倍地球半径跨越到6倍地球半径，具体取决于任何氢/氦包层的质量分数。鉴于其低温，该行星会遇到显著的甲烷凝结，这会极大地改变其大气，使其偏离简单的类海王星预期。我们发现，该大气在可见光波段的分子吸收被强烈削弱，暗示着一个具有高几何反照率（接近0.75）的瑞利散射大气。我们强调了两个诊断大气温度结构的指标，第一个是甲烷云层上方的甲烷混合比的值。第二个是可以看到云散射的波长，它给出了云顶压力。如果大气稀薄，可能会看到表面反射。由于红外波段H2的碰撞诱导不透明度，如果甲烷被耗尽，该行星在最短波长的WISE颜色中会极其蓝（而不是红），并且在某些情况下，会处于WISE可探测性的边缘。对于一系列模型，来自约3-5微米的热流量比黑体预期值大约20个数量级。我们报告了对AllWISE源表中第九行星的搜索，但没有发现。
引用
@article{arxiv.1604.07424,
title = {The Hunt for Planet Nine: Atmosphere, Spectra, Evolution, and Detectability},
author = {Jonathan J. Fortney and Mark S. Marley and Gregory Laughlin and Nadine Nettelmann and Caroline V. Morley and Roxana E. Lupu and Channon Visscher and Pavle Jeremic and Wade G. Khadder and Mason Hargrave},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.07424},
year = {2016}
}
备注
Accepted to ApJ Letters, with minor changes from the submitted version