三维热木星模型大气的透射光谱

我们计算了行星HD 209458b、HD 189733b以及通用热木星的透射光谱模型。我们考察了温度、表面重力和金属丰度对通用行星的影响，作为理解透射光谱的一般指南。我们发现，在高金属丰度下，4.4微米和15微米处的二氧化碳吸收特征显著，是清晰的金属丰度指示器。对于HD 209458b和HD 189733b，我们计算了一维和三维模型大气的光谱，并检验了它们之间的差异。差异通常很小，但如果大气温度接近重要的化学丰度边界，差异可能很大。三维大气的计算及其与数据的比较，为这些动力学模型提供了约束，补充了次食和光变曲线数据集。对于HD 209458b，即使TiO和VO气体在昼侧含量丰富，它们在较冷的行星临边处的丰度也可能显著降低。然而，根据预测的临边温度和TiO丰度，模型的光学不透明度过高。对于HD 189733b，我们发现与某些红外数据集吻合良好，并约束了假设的霾层高度。对于这颗行星，前导半球和尾随半球的透射光谱可能存在显著差异，这是碳化学的一个极佳探针。在热化学平衡下，较冷的前导半球以甲烷为主，较热的尾随半球以CO为主，但这些差异可能因垂直混合导致的非平衡化学而消除。利用JWST，或许可以约束这颗行星的碳化学及其空间变化。