潮汐锁定系外行星的伪二维化学模型网格。一、纵向和横向混合的作用


对HD 209458b类行星的物理诊断。This grid model haseff = 1400 K, = 10 m/s2 and host star type G5. Plotted are the meridional mean temperature used in the pseudo-2D chemistry code (a), the chemical composition (b), and the synthetic transmission spectrum, in a comparison with observations (c). The observational data (grey) are from Sing et al. (2016). The transmission spectrum is cloud-free, and does not contain Na/K opacities. In the chemistry plot, the equilibrium compositions of the morning and evening limb are plotted as thin dashed lines.

同步旋转的系外行星的大气本质上是三维的,快速的垂直和水平风预计会混合大气,使化学成分失去平衡。

由于多维正演模型的计算时间较长,水平混合仅在少数案例中得到研究。在本文中,我们的目的是推广水平和垂直混合对系外行星大气化学在大参数空间上的影响。我们通过对大量同步旋转的气态系外行星网格应用一系列后处理正向模型来做到这一点,在这些网格中,我们改变了有效温度(在400k到2600k之间)、表面重力和旋转速率。

我们发现在化学丰度的水平均匀性上存在一个二分法。有效温度低于1400 K的行星往往具有水平均匀、垂直淬火的化学成分,而温度高于1400 K的行星对分子(如甲烷)表现出很大的昼夜成分差异。此外,我们发现行星的自转速率影响着行星的气候,因此也影响着行星的分子丰度和透射光谱。

通过采用分层建模方法,我们评估不平衡化学对外产传输光谱的相对重要性,并得出结论,温度具有最深刻的影响。温度差异也是肢体不对称的主要原因,我们可以通过詹姆斯韦伯太空望远镜观察,我们可以观察到。这项工作突出了将一致建模设置应用于探索性理论研究中的广泛参数空间的价值。

Robin Baeyens, Leen Decin, Ludmila Carone, Olivia Venot, Marcelino Agúndez, Paul Mollière

评论:51页,37个数字,MNRAS接受出版
科目:地球与行星天体物理学(天体物理学博士)
引用如下:arXiv:2105.02245 [astro-ph。EP] (or arXiv:2105.02245v1 [astro-ph.EP] for this version)
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来自:罗宾Baeyens
[v1]星期三,5月5日2021年8月22日18:00:07 UTC (4276kb)
https://arxiv.org/abs/2105.02245
天体生物学,

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