Y 型褐矮星与系外行星中的水云

云的形成影响了几乎所有有效温度下的褐矮星和行星大气。铁和硅酸盐在 L 型褐矮星大气中凝结，并在 L/T 过渡带消散。硫化物和盐类等微量物种在中晚期 T 型褐矮星中凝结。对于有效温度 Teff=450 K 以下的褐矮星，水在上层大气中凝结形成冰云。目前已在该温度范围内发现了十多个天体，但很少有先前的理论研究探讨过水云对褐矮星或系外行星光谱的影响。在此，我们提出了一组包含水云不透明度效应的新模型网格。我们发现，在 Teff=350-375 K 以下的天体中，它们变得光学厚。与难熔云物质不同，水冰颗粒是显著的非灰吸收体；它们主要在光学波长至 J 波段发生散射，并在红外波段吸收，具有明显的特征，其中最强的是在 2.8 微米处。H2O、NH3、CH4 和 H2 CIA 是主要的不透明度来源；较少的物种也可能被探测到，包括碱金属、H2S 和 PH3。PH3 已在木星中被探测到，预计在 Teff=450 K 左右的 Y 型褐矮星中，它将在 4.3 微米的中红外波段具有强烈的特征；如果非平衡化学增加了 PH3 的丰度，则其可能在比模型预测更宽的有效温度范围内被探测到。我们展示了结合非平衡氮和碳化学的结果，并预测了行星质量天体中的低重力特征。最后，我们对利用现有及未来仪器（包括詹姆斯·韦伯太空望远镜和双子座行星成像仪）观测 Y 型褐矮星和行星的可能性进行了预测。