三维环流驱动 WASP-43b 中的化学非平衡
地球与行星天体物理
2018-12-26 v2
摘要
系外行星观测光谱中的光谱特征取决于其大气成分。因此，充分了解驱动化学分布的主要大气过程对于解释系外行星光谱至关重要。如果正向与逆向化学反应的速率收敛到同一数值，大气便达到化学平衡。然而，存在一些大气过程（如大气输运）会使该平衡失稳。在本工作中，我们利用全球环流模型 THOR 研究 WASP-43b 中由三维风场驱动的组分变化。我们的模型采用经过验证的依赖于温度和压力的化学时标，使我们能够探索 CO、CO、HO 和 CH 的非平衡化学。在 WASP-43b 中，赤道急流的形成对不同物种在大气中的化学分布有重要影响。在低纬度地区，除太阳丰度下的 CO 外，化学在经度方向上被淬灭。极地涡旋具有独特的化学分布，因为这些是温度较低且大气混合较弱的区域。垂直与纬度混合对化学输运的影响次之。我们通过图形确定了非平衡对观测发射光谱的影响。我们的结果显示，对于 C/O = 0.5，平衡与非平衡解的发射光谱之间没有任何显著差异。然而，若将 C/O 提高至 2.0，由 CH 的非平衡化学引起的光谱差异变得不可忽略。在某些光谱范围内，发射光谱与平衡解的偏离可超过 15。
引用
@article{arxiv.1808.00501,
title = {Three-Dimensional Circulation Driving Chemical Disequilibrium in WASP-43b},
author = {João M. Mendonça and Shang-Min Tsai and Matej Malik and Simon L. Grimm and Kevin Heng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.00501},
year = {2018}
}
备注
Accepted for publication in ApJ