开源光化学代码：用于解释（类星体）行星观测的通用化学与气候模型

随着詹姆斯·韦伯太空望远镜的发射，我们正式进入类星体大气表征时代。理解类星体光谱需要涵盖行星大气多样性的大气化学与气候模型。本文提出了更通用的行星大气化学与气候模型。具体而言，我们介绍了开源的、一维光化学与气候代码Photochem，并通过单一套动力学、热力学和光谱参数，对其进行基准测试，以验证对金星、地球、火星、木星和土星的观测组成与气候的再现。我们还对热类星体WASP-39b的化学进行了建模。所有模拟均为开源且可复现。总体而言，Photochem广泛再现了所有六个行星的气相化学和压力-温度轮廓。最大的模型-数据差异出现在金星的硫化学中，动机在于对硫动力学的实验工作以及前往金星的航天任务。我们还发现，云霾对金星、地球、火星和土星的能量平衡至关重要，而且准确预测Photochem中的气溶胶具有挑战性。最后，我们将Photochem与流行的VULCAN和HELIOS光化学与气候模型进行了基准测试，发现相同输入下结果高度一致；我们也发现Photochem模拟大气的效率比2到100倍。这些结果表明，Photochem提供了对大气化学与物理的相对通用描述，可用于研究太阳系天体或解释类星体观测。