Cloud formation in substellar atmospheres
云似乎是一种日常体验。但是,我们知道褐矮星和太阳系外行星上的云是如何形成的吗?他们长什么样?我们能看看吗?它们是由什么组成的?云的形成是一个老式的,但仍然突出的问题,地球大气,它已经成为一个挑战,建模的褐矮星和外行星大气。云的形成对大气结构有很强的反馈作用,这不仅是由于云本身的不透明度,而且还由于气相的耗尽,可能留下一个动态的和仍然过饱和的大气。我总结了不同的方法来模拟云的形成在亚恒星大气和锻炼他们的差异。专注于云形成的相非平衡方法,我展示了我们从详细的微观物理模型中获得的内部,例如在褐矮星大气层云层内的材料成分和粒度分布。对棕矮星大气模拟中四种不同云方法的比较研究表明,观测数据的解释可能存在不确定性。
2008-09-26 astro-ph astro-ph.EP astro-ph.SR
Chemical Equilibrium Abundances in Brown Dwarf and Extrasolar Giant Planet Atmospheres
我们计算详细的化学丰度剖面的各种褐矮星和太阳系外的巨行星大气模型,特别是重点对Gliese 229B,并推导出系统的变化的主要元素的海拔和温度的优势水库。我们假设Anders和Grevesse(1989)的太阳组成为27种化学元素,并跟踪330种气相物质,包括元素的单原子形式,以及大约120种冷凝物。我们解决的问题的形成和组成的云在寒冷的大气中的亚恒星物体,并探讨雨出和消耗的耐火材料。我们的结论是,云的不透明性的低温($\le$ 900 K),小半径的可凝聚物(特定的氯化物和硫化物),可能是负责陡峭的光谱Gliese 229 B观察到的近红外低于1 \mic。此外,我们组装了一个温度序列的亚恒星大气中的化学跃迁,可用于锚定和定义一个序列的光谱类型与T $_{eff}$ s从$\sim$ 2200 K到$\sim$ 100 K的亚恒星物体。
1998-07-06 astro-ph
Atmospheric Chemistry in Giant Planets, Brown Dwarfs, and Low-Mass Dwarf Stars II. Sulfur and Phosphorus
热化学平衡和动力学计算用于模拟巨行星、棕矮星和太阳系外巨行星(EGPs)中的硫和磷化学。单个含硫和含磷气体和凝析油的化学行为被确定为压力、温度和金属丰度的函数。结果是独立的特定模型的气氛,原则上,沿着任何对象的压力-温度分布的平衡组成可以确定。硫化氢(H2S)是整个亚恒星大气中主要的含硫气体,近似代表了大气中的硫存量。硫化硅(SiS)是一种潜在的星下大气天气示踪剂。大约代表大气磷总量的磷化氢(PH 3)的不平衡丰度预计将向上混合到巨行星和T矮星的可观测大气中。在较热的物体中,几种含磷气体(例如,P2、PH 3、PH 2、PH、HCP)在高温下变得越来越重要。
2006-06-06 astro-ph
Rain and clouds in brown dwarf atmospheres: A coupled problem from small to large
褐矮星大气的大尺度结构是由对流、辐射、尘埃形成和重力沉降的相互作用决定的,这可能为观测到的变化提供了解释。结果是尘埃形成区域的元素贫化和尘埃蒸发部位的元素富集。尘埃云结构在亚恒星大气中的形成是基于一致的理论描述尘埃的形成和破坏,重力沉降,元素耗尽,包括对流过冲的影响。由于褐矮星大气中的粘性很小,对流产生了一个湍流环境,所有热力学状态变量在很宽的空间尺度上都有波动。因此,经典的湍流封闭问题需要解决与尘埃形成在亚恒星物体,因为一个完整的三维和时间依赖的模型方程的解决方案是根本不可能的。当涉及化学过程时,结构形成可以在最小尺度上播种。为了了解湍流和尘埃形成的相互作用,我们对1D和2D中的最小尺度区域进行了研究,以确定未解决的尺度区域的控制过程。
2004-11-10 astro-ph
Ultracool Subdwarfs: Subsolar Metallicity Objects Down to Substellar Masses
在过去的几年里,天文学家已经发现了几颗温度非常低、金属含量很低的恒星,它们具有晕或厚盘运动学以及特殊的光谱和光度特性,即所谓的超冷次矮星。其中包括第一个L型次矮星的例子--类似于L型矮星光谱类别的贫金属--和稍微缺乏金属的T型矮星。超冷次矮星为低温大气和演化模型提供了有用的经验性测试,并且是晕质量函数下降到和低于(金属依赖的)氢燃烧极限的探针。在这里,我总结了这些对象的光学和近红外光谱特性,回顾最近的研究成果,并指出在这个发展中的主题感兴趣的科学问题。
2007-01-29 astro-ph
Cool Customers in the Stellar Graveyard II: Limits to Substellar Objects Around Nearby DAZ White Dwarfs
本文介绍了哈勃空间望远镜(HST)对附近白矮星进行的一次协调观测的结果。总共有7颗距离为$<$ 50 pc的DAZ白矮星拍摄了高对比度和高空间分辨率的NICMOS日冕照片,以寻找距离\arcsec $\ltorder$ 10 pc的候选亚恒星天体。通过分析白矮星的2MASS测光,与基于WD有效温度、距离和重力的预期通量相比,得到了未解决的同伴的限制。从我们的调查与HST,我们发现了几个候选同伴,已经或将跟进第二个时代的观测。我们发现,对于四个白矮星,我们是敏感的行星同伴$\gtorder$ 10 M $_{Jup}$,并敏感的同伴$>$ 18 M $_{Jup}$的所有目标。我们的目标缺乏明显的近红外线过量,这限制了任何一种尚未解决的伴星成为亚恒星。根据这些结果,我们提出了几个意见的可能性,确定白矮星的起源与金属在其大气中。
2005-07-12 astro-ph
Non-LTE Model Atmospheres for Late-Type Stars II. Restricted NLTE Calculations for a Solar-Like Atmosphere
我们测试我们的知识,在太阳紫外光谱的原子不透明度。使用的原子数据编译在纸我从现代,公开可用的数据库,我们进行计算,面临着基于空间的观测太阳。在波长大于260 nm时,LTE模型可以非常接近地再现观测到的通量;原子线数据的不确定性完全解释了计算通量和观测通量之间的差异。在较短的波长下,偏离LTE似乎很重要,因为我们的LTE和受限NLTE计算不同。可见光-近红外Na I和O I线,两个物种,产生一个可以忽略不计的吸收,在紫外线的分析表明,观察到的偏离LTE这些物种可以非常准确地再现与限制(固定的大气结构)NLTE计算。
2003-03-25 astro-ph
Ultracool Subdwarfs: The Halo Population Down to the Substellar Limit
超冷次矮星是低光度的晚型M型和L型矮星,具有太阳下金属丰度和晕运动学的光谱指示。他们最近的发现和正在进行的研究导致了对金属性在不透明结构,化学(例如尘埃形成)和低温大气的演化;最低质量恒星之间磁活动和角动量的长期演化;晕光度和质量函数的形成,直到氢燃烧质量极限;甚至是光谱分类和绝对亮度尺度等基本问题。这次分裂会议致力于将观测和理论上的超冷亚矮星研究的进展引起低质量恒星和褐矮星社区的注意,并在超冷亚矮星爱好者中分享结果。
2008-10-03 astro-ph
Theory of Low-Mass Stars and Substellar Objects
自1995年第一颗真正的棕矮星和太阳系外行星被发现以来,低质量恒星和亚恒星天体的研究无论从理论上还是观测上都取得了长足的进展,最近的物理学进展使这些天体的建模理论得到了显著的改进,并使人们对它们的力学和热学性质有了更好的理解。这个理论现在可以直接面对各种观测图(颜色-颜色,颜色-星等,质量-星等,质谱类型)中的观测,这是一个严格的和不可避免的约束,直到最近才成为可能,随着合成光谱的产生。在本文中,我们提出了目前的国家的最先进的一般理论的低质量的恒星和亚恒星的物体,从一个太阳质量到一个木星的质量,主要是他们的内部结构和演化。这篇综述是对先前关于低质量恒星和褐矮星大气层的综述(Allard et al 1997)的自然补充。特别注意的是专门比较的理论与各种可用的意见。还分析了低质量恒星和亚恒星天体对银河系质量预算的贡献。
2000-06-27 astro-ph
Probing the Substellar Regime with SIRTF
空间红望远镜设施(SIRTF)的主要科学驱动力之一是寻找棕矮星和太阳系外超级行星。我们讨论了这些对象的识别观察策略,并得出结论,最佳策略是一个广泛的IRAC调查(18度$^2$)与5 $σ$的灵敏度为3.9 $μ$ Jy在通道2(M $\sim19.1^m$)。对于这种灵敏度,我们提供了估计的数量低质量棕矮星和孤立的行星检测每平方度的幂律质量函数与$α$ =1.5,和1.0。覆盖较大区域的较浅勘测由于较大的开销和探测器噪声而效率低下。覆盖较小区域的更深测量越来越受到星系拥挤的影响。像我们提议的这样的调查将通过识别大量的褐矮星和孤立行星来确定场质量函数,直到几个木星质量。拟议的SIRTF调查还将允许首次探测温度在700 K和200 K之间的超冷亚恒星物体。质量小于20焦耳的亚恒星物体的冷却曲线意味着它们的大部分寿命应该在700 K以下的温度下度过。初步模型显示,它们的大气层可能由水云主导,这将减少它们的光学和近红外通量。这些物体的性质仍然完全未被探索。
2000-10-16 astro-ph
An L-type substellar object in Orion: reaching the mass boundary between brown dwarfs and giant planets
我们提出了J波段测光和低分辨率光谱(600-1000 nm)的最暗的亚恒星成员候选人在年轻的σ猎户座星系团,SOri 47(I=20.53,Bejar等,1999年)。它非常红的(I-J)=3.3+/-0.1的颜色和它的光谱使我们能够将SOri 47归类为L1.5型天体,符合星团光度和光谱序列的低光度端。它还显示出表明低重力的大气特征,如弱碱线和氢化物和氧化物带,这与对一个仍在经历引力坍缩的非常年轻的物体的预期一致。我们的数据使我们得出结论,SOri 47是Sigma Ori星团的真正亚恒星成员。此外,我们提出了在其大气层中检测LiI,这提供了一个独立的确认青年和substellarity。使用目前的理论演化轨迹,并采用σ Ori星团的年龄间隔为1- 500万年,我们估计SOri 47的质量为0.015+/-0.005 Msun,即氘燃烧的最小质量,这已被提议作为棕矮星和巨行星之间的边界的定义。SOri 47很可能是云分裂过程自然延伸到氘燃烧质量极限的结果;另一种可能性较小的解释是,它起源于一个更大质量的星团成员周围的原行星盘,后来由于这个相当稀疏(约12个物体/pc ^3)的年轻星团内的相互作用而从其轨道上弹出。
1999-08-19 astro-ph
The "DODO" survey I: limits on ultra-cool substellar and planetary-mass companions to van Maanen's star (vMa 2)
我们报告的限制,在行星质量制度的同伴周围最近的一个白矮星到太阳,范马宁的明星(vMa 2),从深J波段成像与双子座北和斯皮策IRAC中红外测光。我们发现,没有解决共同的自行同伴vMa 2在3”- 45”的分离,在J~23的极限星等。假设系统的总年龄为4.1 +/-1 Gyr,并利用最新的亚恒星天体演化模型,这个极限相当于伴星质量>7 +/-1 Mjup(T~ 300 K)。考虑到非常低质量的伴星在后主序星阶段可能的轨道演化,这些J波段观测有效地测量了3 - 50天文单位的白矮星周围的轨道。在任何赠送的斯皮策IRAC中红外滤光片中均未检测到通量过量。用光学BVRI、2 MASS JHK和IRAC测光方法拟合了DZ白矮星模型大气。最佳解给出T=6030 +/-240 K,log g=8.10 +/-0.04,因此,M= 0.633 +/-0.022Msun。然后,我们对4.5微米带中任何未分辨伴星的质量设置10 +/-2兆焦耳的3西格玛上限。
2008-01-18 astro-ph
Infrared Colors at the Stellar/Substellar Boundary
我们提出了新的红外测光61晕和盘星周围的恒星/亚恒星边界。这些数据与现有的光学测光和天体测量数据相结合,以产生颜色-颜色和绝对星等-颜色图。盘和晕序列进行比较的最新模型的大气和结构模型的预测。我们发现,除了已知的问题,在V和H通带可能是由于不完整的分子数据TiO,金属硫化物和H $_2$ O之间的观测和理论很好的协议。贫金属的M次矮星与模型很好地匹配,因为在这种情况下,氧化物不透明源不太重要。已知的极端M型亚矮星的金属丰度约为太阳的百分之一,最冷的亚矮星的T $_{eff}\sim 3000$ K质量为$\sim $ 0.09 M/M $_{\odot}$。无颗粒模型不能再现T $_{eff} <$ 2500 K的盘状物体的通量分布,然而,包括由尘埃颗粒{ \it}形成和消光的NextGen-Dusty模型的初步版本能够匹配这些非常冷的物体的颜色。这个样本中最不亮的物体是GD 165 B,三个DENIS物体-DBD 0205,DBD 1058和DBD 1228-以及Kelu-1。它们的T $_{eff}\sim$为2000 K,质量为0.075 M/M $\leq$,处于或低于恒星极限。由于年龄未知,光测法无法进一步限制这些参数,但已公布的对其中两个天体(Kelu-1和DBD 1228)的锂探测表明,它们是年轻的(年龄约为1 Gyr)和亚恒星(质量$\leq$ 0.06 M/M $…
1998-07-24 astro-ph
Rotation and H-alpha Emission Above and Below the Substellar Boundary
我提出了一个非常低质量的恒星和褐矮星,在高光谱分辨率多年的调查结果。这些光谱是用凯克天文台的HIRES阶梯光栅收集的。其中一些是恒星,另一些是亚恒星(或模棱两可)。早期的迹象表明,这样的物体可以快速旋转,但显示很少的H-α发射,结果通常是正确的。这与太阳型恒星的自转和活动之间的关系正好相反。在主序星的底部,H-α表面通量急剧下降,似乎与天体的光度或温度有关。当人们观察光度较低的天体时,一般倾向于较高的自转速度。我讨论了这些结果的几种可能的解释。这些天体的发电机可能是完全湍流的,由对流驱动,因此与天体的光度更直接相关。当旋转速度与对流速度相比变得太快时(过饱和),它们可能被淬灭。另一种可能性是,温度较低的天体的大气变得足够中性,从而使大气运动与磁场脱钩。这两种情况都可以解释为什么年轻的褐矮星可以有磁性,而年长的褐矮星却没有。最后一种可能性是,快速旋转器中的场结构不会被淬灭,而是变成一种不利于耗散加热的形式。这可以解释为什么耀斑偶尔会出现在一般不活跃的物体上。
2000-09-15 astro-ph
The First Substellar Subdwarf? Discovery of a Metal-poor L Dwarf with Halo Kinematics
我们发现了第一颗L型亚矮星2 MASS J 05325346 +8246465。该物体表现出增强的碰撞诱导H $_2$吸收,导致蓝色NIR颜色($J-K_s = 0.26{\pm}0.16$)。此外,强氢化物带在红色光学和近红外,弱TiO吸收,和光学/J-波段光谱形态类似的L7 DENIS 0205 $-$ 1159 AB意味着冷,金属缺乏的气氛。我们发现2 MASS 0532+8246既有很高的自行,$μ$ = 2 $\farcs60\pm0\farcs$ 15 yr $^{-1}$,又有相当大的径向速度,$v_{rad} = -195{\pm}11$ km s $^{-1}$,而且它可能接近太阳(d = 10- 30 pc),这与晕的成员资格是一致的。与亚太阳-金属丰度演化模型的比较强烈地表明,2 MASS 0532+8246是亚恒星,质量为0.077 $\lesssim$ M $\lesssim$ 0.085 M $_{\sun}$,年龄为10- 15 Gyr,金属丰度为$Z = 0.1-0.01$ $Z_{\sun}$。这个天体的发现清楚地表明,恒星的形成在早期发生在氢燃烧质量极限以下,与先前的结果一致,表明最低质量的恒星亚矮星的质量函数是平坦的或略有上升。此外,2 MASS 0532+8246是一个新的次矮星光谱类别的原型,其他的例子可以在近红外自行巡天中找到。
2003-04-09 astro-ph
Continuous and Burst-like Accretion onto Substellar Companions in Mira Winds
我们提出了一个巨大的行星或棕矮星伴星的影响的数值流体动力学模拟的扩展大气和风形成区的一个近似太阳质量的Mira变星。大规模的,随时间变化的吸积流内的径向振荡和外流的绕Miras的拱星气体有关的邦迪-霍伊尔-Lyttleton流,但没有,据我们所知,以前建模。本文提出的新模型说明了在吸积和尾流动力学的变化,作为同伴的质量是从10到50木星质量($M_J$)的范围内变化。随着伴星质量的增加,伴星上吸积的性质发生了很大的变化。在这里考虑的最低伴星质量,一个低的连续的质量吸积率被大的,几乎周期性的吸积爆发打断。当伴星质量较大时,质量吸积既有连续的部分,又有快速变化的、近乎随机的部分。这些趋势可以理解为激波和星周气体径向振荡以及伴星后面的尾流之间相互作用的结果。模型与吸积爆发可能会产生可观察到的光学增亮,并可能影响一氧化硅脉泽发射。(节录)
2003-09-12 astro-ph
Non-LTE line formation for Pr II and Pr III in A and Ap stars
Pr II和Pr III的非LTE线形成被认为是通过7250 K和9500 K之间的有效温度范围。Pr II/III的综合模型原子基于Pr II和Pr III的测量和预测的能级,总共6708个能级。我们描述了Pr II和Pr III的跃迁的Pr II能级和振子强度的计算。偏离LTE对Pr丰度测定的影响进行了评价。在Teff >= 8000 K时,偏离LTE会导致Pr II的过电离,并导致系统性耗尽的总吸收线和正丰度校正。在较低的温度下,不同的线的Pr II可能会被削弱或放大,这取决于线的强度。非LTE效应加强Pr III线,并导致负的丰度校正。非LTE校正增长与有效温度的Pr II线,相反,他们下降的Pr III线。用Pr Ⅱ/Ⅲ模型原子,从两个电离阶段的谱线测定了roAp星HD 24712大气中Pr的丰度。在[Pr/H] = 3的化学均匀大气中,对LTE的偏离只能解释由Pr II和Pr III线(2 dex)得出的LTE丰度之间的差异的一小部分(0.3 dex)。我们发现,两个电离阶段的谱线都可以用Pr的垂直分布来描述,在log τ_5000 <-4的外层大气中存在[Pr/H] > 4的Pr富集层。在层结大气中,Pr II/III的LTE偏离很强,Pr II和Pr III线的符号相反。利用修正的Pr II配分函数和实验跃迁几率,我们确定太阳非LTE丰度Pr为log(Pr/H)= …
2008-11-21 astro-ph
Discovery of a Low-Mass Brown Dwarf Companion of the Young Nearby Star G196-3
通过直接成像探测到一个星下质量物体,其轨道距离年轻的低质量恒星G196-3约300天文单位。对这颗暗伴星(以下简称G196- 3 B)的光学和红外测光以及低分辨率和中分辨率光谱学的研究证实了它的冷大气层,并估计其质量为25^{+15}_{-10}木星质量。这两个天体之间的距离和它们的质量比表明,一个坍缩云的碎片是G196-3B最有可能的起源,但它也可能起源于一个已经消散的原行星盘。无论形成过程如何,主恒星的年轻年龄(约1亿年)表明,亚恒星伴星可以在短时间内形成。
1998-11-25 astro-ph
Infrared Spectroscopy of Substellar Objects in Orion
我们目前的宽带光谱的梯形星团中的21个低光度源的样本,质量范围在0.008 - 0.10 Msun(假设年龄为1百万年)。在大多数情况下,这些星云被选为低消光星云,位于较亮星云的西部。光谱在H带通(1.4-1.95 μ m)和K带通(1.9-2.5 μ m)也为大多数较亮的源,分辨率为50 nm。使用CGS 4光谱仪用UKIRT拍摄。除了一个例外,所有的亚恒星候选者都检测到了水汽带的吸收,这是一个高度变红的物体,具有强烈的H2发射和蓝色(I-J),这意味着它是一个非常年轻的星团成员,有星周物质。显著的水汽带的观测证实了我们在早期论文中的(I-J)颜色测量所暗示的低有效温度,并且如果这些是较老的场矮星,则意味着晚M或L光谱类型。然而,H带通光谱的轮廓与具有相似吸水强度的场矮星非常不同,表明它们不是前景或背景物体。此外,CO在2.3 μ m处的吸收带和NaI在2.21 μ m处的吸收特征对于这样的冷源是非常弱的。Allard等人的AMES-Dusty-1999大气模型很好地再现了所有这些特征。(2000,2001),并产生于低重力预测的梯形源。这代表了一个新的证据,我们的来源,独立于低污染的统计参数,这是重新审查。行星质量天体和极低质量棕矮星的光谱类型表明它们是星团成员,因为它们太亮了,不可能是背景中的场矮星。
2001-05-14 astro-ph
Binaries among Ultra-cool Dwarfs and Brown Dwarfs
对褐矮星的观测为亚恒星天体的大气和内部结构理论提供了重要的反馈。此外,褐矮星双星系统提供了确定单个褐矮星质量的独特机会,这是基本的天体物理量之一。
2004-11-10 astro-ph
Model Atmospheres for Irradiated Stars in pre-Cataclysmic Variables
模型大气已经计算了M矮星的强烈辐射附近的热同伴。各种主要和次要的光谱类型进行了探讨,除了特定于四个已知系统的模型:GD 245,NN Ser,AA Dor和UU Sge。这项工作表明,一个戏剧性的温度反演是可能的,至少有一个半球的照射M矮星和紧急频谱将显着不同于孤立的M矮星或黑体通量分布。首次提出了适合于与非质量传递后共包络双星中辐照M矮星的高分辨率观测直接比较的合成光谱。本文还讨论了偏离局部热力学平衡对巴耳末谱线轮廓的影响。
2004-06-26 astro-ph
Dust in Brown Dwarfs and Extra-solar Planets I. Chemical composition and spectral appearance of quasi-static cloud layers
我们的目标是了解准静态亚恒星大气中云层的形成。在(Helling & Woitke 2006)中提出的时间依赖性描述是描述成核、生长和蒸发的动力学模型。它被扩展到处理重力沉降,并应用于星下模型大气的静态稳定情况。从尘埃矩的解决方案,我们确定的粒度分布函数,连同计算的材料体积分数,提供了计算复合尘埃颗粒的不透明度的基础。棕矮星和热巨气体行星的云粒子在高层大气中很小(0.01 μ m),并且由所有被认为的冷凝物的丰富混合物组成,特别是丰富的MgSiO 3 [s],Mg 2SiO 4 [s]和SiO2[s]。当颗粒向下沉降时,它们的尺寸会增加,并在最深的层中达到几百微米。颗粒中易挥发的部分蒸发,颗粒逐步净化,在较深的层中形成高温凝析物的复合颗粒,主要是Fe[s]和Al 2 O3 [s]。在整个大气中,参与尘埃形成过程的元素的气相丰度按数量级变化。大气上层的颗粒大小分布相对较宽,但在较深层往往有很强的峰值。云层在中红外(7- 20 μ m)的光谱外观接近灰体,只有几个百分点的水平上的弱宽特征,主要是由MgSiO 3 [s]和Mg 2SiO 4 [s]造成的。我们的模型预测,气相耗尽是弱得多相平衡计算相比,在高大气层。[删节]
2008-03-30 astro-ph
Probing Dust in the Atmosphere of Brown Dwarfs Through Polarization
理论分析和观测证据表明,当棕矮星的有效温度大于1400 K时,其大气中会有尘埃云。在这封信中,我们表明,尘埃散射应该产生偏振连续辐射从相对温暖的棕矮星和偏振通量轮廓可能是一个潜在的诊断工具的光学和物理性质的尘埃颗粒。如果颗粒尺寸小,则由于多重散射导致的偏振度在光学区域中将更多,而如果颗粒尺寸大,则在红外区域中应检测到显著的偏振。指出双星系统中伴星的快速自转和潮汐效应使天体形状偏离球形,从而保证了圆盘积分偏振不为零。
2001-10-01 astro-ph
Atmospheric Circulation and Tides of "51Peg b-like" Planets
我们研究的太阳系外的巨行星的大气层的性质,在轨道距离小于0.1天文单位,从他们的恒星。我们表明,这些“51 Peg b类”行星是迅速同步的潮汐相互作用,但小偏离同步旋转,因为这些行星内的流体动力学扭矩可能会发生。以前的辐射传输和演化模型假设这类行星的大气层是均匀的。然而,我们使用简单的参数表明,在光球,昼夜温差和特征风速可能达到~500 K和~2 km/s,分别。预计会大大偏离化学平衡。云的覆盖范围敏感地取决于动力学;云可以主要存在于昼侧或夜侧,这取决于环流状况。因此,假设均匀条件的辐射传输模型不足以描述51 Peg b类行星的大气特性。我们提出了初步的三维,非线性模拟HD209458 b的大气环流,表明合理的模式的流通,并普遍同意我们简单的估计。此外,我们表明,大气中的动能生产可以导致大量的能量在内部的沉积,这些行星的演化具有至关重要的后果。未来对这些行星反射和热辐射的测量将有助于验证我们的想法。
2002-02-12 astro-ph
A comparison of chemistry and dust cloud formation in ultracool dwarf model atmospheres
亚恒星物体的大气层包含氧化物、铁、硅酸盐和其他难熔凝聚物的云。在最冷的物体中预计会有水云。这些“尘埃”云的不透明度强烈影响大气温度-压力分布和出射通量。因此,任何试图模拟这些大气光谱的尝试都必须结合云模型。然而,大气模拟中云模型的多样性很大,并且并不总是清楚各种模型的底层物理如何比较。同样,不同建模方法的观测结果可能被其他模型差异所掩盖,这使得客观比较具有挑战性。为了阐明建模方法的现状,本文在两组测试中比较了五种不同的云模型。测试用例1测试尘埃云模型为一个规定的L,L-T,和T-矮大气(温度T,压力p,对流速度vconv)结构。测试用例2比较了给定(有效温度Teff,表面重力log g)的完整模型大气结果。所有模型都同意全球云结构,但在不透明度相关的细节上有所不同,如颗粒大小,尘埃量,尘埃和气相成分。合成光度通量的比较转化为我们的L-矮星(T-矮星)测试案例的视星等的建模不确定性为0.25 < Δm < 0.875(0.1 < Δm M 1.375),考虑到2 MASS,UKIRT WFCAM,Spitzer IRAC和VLT VISIR滤波器,UKIRT WFCAM是模型中最具挑战性的。(abr.)
2008-09-24 astro-ph
Keck Laser Guide Star Adaptive Optics Monitoring of 2MASS J1534-2952AB: First Dynamical Mass Determination of a Binary T Dwarf
本文介绍了利用凯克激光导星自适应光学系统对T5.0+T5.5双星2 MASS J1534- 2952 AB进行的多历元成像。结合档案HST成像的广泛(重新)分析,我们发现总质量为0.056+/-0.003 Msun(59+/-3 Mjup)。这是第一个直接确认两个组成部分都是亚恒星的场双星。这也是迄今为止最冷和质量最低的动力学质量测定的双星。使用演化模型,我们得出该系统的年龄为0.78+/-0.09 Gyr,我们发现Teff = 1028+/-17 K和978+/-17 K,单个组件的质量为0.0287+/-0.0016 Msun(30.1+/-1.7 Mjup)和0.0269+/-0.0016 Msun(28.2+/-1.7 Mjup)。这些精确的测量结果与以前对T矮星的研究基本一致,并证实了目前的理论模型。然而,(1)温度比类似天体的温度低约100 K,表明现场棕矮星的年龄可能被高估。(2)H-R图的位置与当前的预测值不一致。虽然这可能是由于进化模型中的大误差引起的,但可能的原因是模型大气确定的温度适度(~100 K)高估。我们讨论未来的测试理论的样本的亚恒星动力学质量的增加。特别是,我们建议,低质量场双星与动力学质量(“质量基准”)可以作为参考点Teff和log(g),从而限制超冷大气模型,一样好,甚至比单棕矮星的年龄估计(“年龄基准”)。
2008-07-14 astro-ph
Modeling the Formation of Clouds in Brown Dwarf Atmospheres
由于亚恒星质量天体(SMO)大气中云的不透明度取决于云内颗粒大小的组成和分布,因此可靠的云模型对于准确模拟SMO光谱和颜色至关重要。我们提出了一个一维模式的云粒子的形成和随后的增长的基础上考虑的基本云微物理。我们将这个微物理云模型应用于一组人造棕矮星大气,这些大气覆盖了广泛的表面重力和有效温度范围(g_surf = 1.78 * 10^3 - 3 * 10^5 cm/s^2,T_eff = 600 - 1600 K),以获得几种丰富物种(Fe、Mg 2SiO 4和Ca 2Al 2SiO 7)的合理颗粒尺寸。在云的底部,颗粒最大,因此计算出的颗粒大小在所考虑的整个大气条件范围内的半径范围从~5微米到300微米以上。我们发现,平均粒子尺寸显着降低,增加棕矮星表面重力。我们还发现,具有较高的有效温度的棕矮星的特征较大的云粒子比那些具有较低的有效温度。因此,我们得出结论,这是不现实的建模时,SMO光谱适用于一个单一的颗粒大小分布的整个类的对象。
2002-12-04 astro-ph
Alkali Line Profiles in Degenerate Dwarfs
超冷的恒星大气显示出被碱金属共振线吸收,这些共振线由于与中性微扰的碰撞而严重加宽。在温度最低、密度最大的大气中,比如T矮星的大气中,被氢分子和氦分子加宽的Na I和K I可以支配整个光谱。他们的配置文件已成功地建模与准确的相互作用势在绝热理论,计算线配置文件的自相关函数的密度展开的前几个订单。出射光谱中的线形状也取决于作为深度的函数的吸收体的分布,这可以通过灰尘冷凝和沉降的新模型以更高的精度来建模。最新的T矮星的远红K I翼在这些模型中仍然显示出缺失的不透明度,这种现象类似于在极冷、富含金属的白矮星中观察到的Na I线轮廓中发现的现象。我们表明,在这两种情况下的线轮廓是强烈的多微扰相互作用在短距离内,不能再复制的密度膨胀,但需要计算的完整的配置文件在一个统一的理论。在恒星大气代码中包括这样的线轮廓将进一步改进最冷和致密的矮星以及一般亚恒星物体的更深大气层的模型。
2007-07-24 astro-ph
Enhancement of the helium resonance lines in the solar atmosphere by suprathermal electron excitation II: non-Maxwellian electron distributions
在太阳EUV光谱中,He I和He II共振线显示出不寻常的行为,并且与其他过渡区线相比具有非常高的强度。氦共振线的形成通过广泛的非LTE辐射转移计算进行了研究。Vernazza,Avrett和Loeser的模型大气被发现提供合理的匹配氦共振线强度,但显着高估了其他过渡区线的强度。由Macpherson和Jordan导出的排放测量分布已经发展出了新的大气模型,这些分布与SOHO观测到的过渡区线而不是氦的过渡区线是一致的。这些模型未能通过显着的因素重现观察到的氦共振线强度。过渡区的非麦克斯韦电子分布可能会导致氦线的碰撞激发率增加的可能性进行了研究。碰撞激发和电离率重新计算的分布函数与幂律超热尾,可能形成的快速电子从高温区域的运输。氦共振谱线强度的增强被发现,但许多关于线比的模型的预测与观测不一致。这些结果表明,任何这种偏离麦克斯韦电子分布是不负责氦共振线强度。
2003-06-20 astro-ph
Radiation-driven winds of hot luminous stars. XV. Constraints on the mass-luminosity relation of central stars of planetary nebulae
本文提出了一个新的行星状星云中心恒星大气分析模型。这项研究是基于新一代的现实恒星模型大气的热恒星;国家的最先进的,流体动力学一致的,球对称的模型大气,已被证明可以正确地再现所观察到的大规模人口I O型恒星的紫外光谱。风的特征(终极速度,质量损失率)提供的信息允许导出每个中心恒星的物理大小,从中我们可以导出恒星的光度,质量和距离,而不必假设恒星的质量和光度之间的关系从恒星结构和AGB和后AGB演化的理论。我们的分析结果非常令人惊讶:我们发现与普遍接受的AGB后中心恒星质量和亮度之间的关系严重偏离。
2003-07-02 astro-ph
Keck NIRC Observations of Planetary-mass Candidate Members in the sigma Orionis Open Cluster
我们目前的K波段测光和低分辨率近红外光谱从1.44至2.45微米的孤立行星质量的候选成员在猎户座σ星系团发现Zapatero Osorio等人。新的数据已获得与NIRC在凯克我望远镜。我们所有的目标,除了一个,都被确认为可能的集群成员。因此,我们也确认了星团中的行星质量域是充满的。使用我们的深K波段图像,我们在0.3”到10”的分离范围内搜索目标的同伴,最大的微弱极限为K=19.5 mag.一个可疑的同伴似乎是一个非常红色的星系。猎户座西格玛亚恒星成员的近红外颜色表明尘埃颗粒在它们的大气中凝结并沉降。我们估计,表面温度范围从2500 K下降到1500 K。光谱序列涵盖了L子类的全部范围,最暗的天体暂时被归类为T0。这些目标提供了一系列已知年龄、距离和金属丰度的亚恒星天体,可用作了解超冷矮星光谱特性的基准。
2001-08-03 astro-ph
NLTE Model Atmospheres for M Dwarfs and Giants
M星的大气层主要由少量非常强的分子化合物(H $_2$ O、TiO、H $_2$、CO、VO)组成。大部分氢被锁定在分子H $_2$中,大部分碳被锁定在CO中;而H $_2$ O、TiO和VO的不透明度定义了一个覆盖这些恒星整个通量分布的伪连续体。光学“连续”是由于TiO振动带,经常被用作这些恒星的温度指示器。这些可能是相对于它们之间的槽的带的深度;或VO带的深度;或相对于局部"连续“的原子线;甚至是红外水带的强度;所有这些都取决于TiO带的强度和它们施加的更长波长的通量重新分布的量。因此,来自Ti I原子的LTE的光谱,以及重要的TiO分子的浓度,可能对这些恒星的大气结构和光谱产生严重和可测量的后果。本文在完全自洽模型中讨论了几种典型的M/棕矮星和M巨星模型大气和光谱中Ti I的NLTE效应。
1996-01-26 astro-ph