天体物理学 > 地球与行星天体物理学
[提交于 2025年7月21日
]
标题: 多云的早晨和晴朗的夜晚在热木星系外行星大气中
标题: Overcast mornings and clear evenings in hot Jupiter exoplanet atmospheres
摘要: 气溶胶是系外行星大气这一年轻领域中的一个古老话题。 理解它们是什么,如何形成,以及它们去向何处,长期以来为理论家提供了一个丰富的研究领域。 然而,对于观测者来说,气溶胶多年来一直是个令人头痛的问题,因为它们的持续存在掩盖了大气特征。 对于热木星而言,昼夜之间巨大的温度差异驱动了不均匀的热结构和气溶胶分布,导致通过凌日光谱探测到的不同边缘特性。 我们展示了九颗气体巨行星的JWST NIRISS/SOSS光谱,其平衡温度约为800-1700 K。通过测量两个边缘的1.4$\mu$m水带特征大小,我们发现三颗行星(WASP-39 b、WASP-94 Ab和WASP-17 b)显示出显著的($>$5$\sigma$)边缘-边缘大气消光差异,其中早晨边缘较弱,而傍晚边缘清晰。 早晨边缘上强烈的水特征表明高海拔(0.1至0.01 mbar)气溶胶。 要同时拥有清晰的傍晚边缘,需要时间尺度($\sim$天)与平流相当的过程来移除这些悬浮颗粒,我们发现下沉流动和白天云层蒸发都可能是可行的机制。 我们假设了一个经验边界——称为“不对称地平线”——在温度-重力空间中,标志着不均匀气溶胶覆盖开始出现的过渡区域。 热木星中异质气溶胶覆盖很常见。 如果未被识别,边缘平均会抑制光谱特征,模仿高平均分子量的大气,使推断的金属量增加高达2个数量级,并低估边缘温度多达一半。 最后,我们引入了边缘光谱度量(LSM),根据行星参数预测边缘光谱特征大小。
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