水潜热对超冷物体热结构的影响:褐矮星和自由漂浮行星


近红外模型光谱(分辨率500);面板a和c)和中红外(中红外;面板b和d)的光谱区域的Teff为250和200 K(上和下行分别),log g = 4.0。JWST MIRI MRS过滤区域如图(b)和(d)底部所示。CH4、H2O、NH3和H2-H2碰撞诱导吸收(CIA)的关键不透明区域被指出。

褐矮星是了解行星和亚恒星大气在广泛的热和化学条件下的基本目标。随着调查的不断深入,以及观测能力的不断提高,已知的Y矮星的数量正在迅速增加。Y矮星是亚恒星中最冷的星体,有效温度在600k以下。

重要的是,这类超冷天体的大气条件与太阳系世界重叠,因此,从研究地球、木星、土星和其他邻近世界发展出来的工具和想法非常适合应用于亚恒星大气。为此,我们开发了一个包含湿绝热对流的超冷物体的一维(垂直)大气结构模型,因为这对许多太阳系行星来说是一个重要的过程。该模型在有效温度(350、300、250、200 K)、金属密度([M/H]为0.0、0.5、0.7、1.5)和重力(log g为4.0、4.5、4.7、5.0)范围内的应用表明,水潜热释放对模拟的温度-压力分布有很强的影响。

在金属含量最高的情况下,水蒸气的混合比例达到了类似地球的3%,与水凝结的大气区域的热结构发生了重大变化。金属丰度和湿对流的光谱和光度特征在近红外和中红外波长很容易被探测到,特别是通过詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测,可以帮助表明一个物体的形成历史。

Tang Shih-Yun(1和2),Tyler D. Robinson(2, 3和4),Mark S. Marley (5), Natasha E. Batalha (6), Roxana Lupu (7), L. Prato(1和2)(4)美国宇航局天体生物学研究所虚拟行星实验室,华盛顿大学,(5)行星科学系,月球和行星实验室,亚利桑那大学,(6)空间科学部,美国宇航局艾姆斯研究中心,(7)BAER研究所,美国宇航局艾姆斯研究中心,海军航空站)

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科目:地球与行星天体物理学(astroph . ep);太阳和恒星天体物理学
引用如下:arXiv:2105.07000 [astro-ph。EP] (or arXiv:2105.07000v1 [astro-ph.EP] for this version)
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来自:Shih-Yun唐
[v1]周五,5月14日18:00:00 UTC (1120kb)
https://arxiv.org/abs/2105.07000
天体生物学

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