The Brown-dwarf Atmosphere Monitoring (BAM) Project II: Multi-epoch monitoring of extremely cool brown dwarfs
随着WISE任务发现Y矮星，褐矮星的数量现在扩展到温度与太阳系行星相当的物体。为了研究这些新发现的褐矮星的大气，我们进行了一项试点研究，监测三个晚期T矮星（T6.5，T8和T8.5）和一个Y矮星（Y0）的初始样本在多个时期的红外光度变化。在J波段成像的情况下，每个目标被观察到每个历元1.0小时至4.5小时的时间，这覆盖了预期旋转周期的很大一部分。这些测量代表了对这些目标的第一次光度监测。对于四个目标中的三个（2M1047、Ross 458C和WISE 0458），进行了多时期监测，时期之间的时间跨度从几小时到约2年不等。在第一个历元期间，T8.5目标WISE 0458表现出13%的显著最小到最大幅度的变化，而约2年后拍摄的第二个历元光变曲线没有注意到3%上限的任何变化。WISE 0458的有效温度约为600 K，是迄今为止公布的最冷的变褐矮星，结合其高和可变的振幅，使其成为详细跟踪的迷人目标。剩下的三个目标没有显示出显著的变化，光度精度在0.8%和20.0%之间，取决于目标亮度。将新结果与之前对光谱类型为T5或更高的褐矮星的多历元观测相结合，目前确定的变量在色图上的位置与包含云不透明度而不是无云大气的理论模型更好地匹配。这一初步结果需要进一步研究，以确定晚T矮星之间的变化与它们在色图上的位置之间是否存在明确的联系。
2015-02-04 astro-ph.SR
Model Atmospheres From Very Low Mass Stars to Brown Dwarfs
自从1994年发现棕矮星，以及1996年在最新的甚低质量恒星（VLM）和棕矮星（BD）中发现尘埃云形成以来，模拟它们的大气的最重要挑战是了解云的形成和平流混合。为此，我们开发了辐射流体动力学2D模型大气模拟，以研究在M-L-T VLM到BD序列（Teff = 2800 K至900 K，Freytag等人，2010）中存在平流、冷凝和沉降的情况下镁橄榄石尘埃的形成。我们发现，形成的重力波作为一种驱动机制，在这些大气中的云的形成，并推导出一个规则的速度场与大气深度和Teff，这是相对不敏感的重力。这一规则已被用于新的模型大气网格，BT-Settl的建设，以确定微湍流速度，扩散系数，和平流混合的分子作为深度的函数。这种新的大气和合成光谱模型网格是在100，000 K>Teff > 400 K，5.5>logg>-0.5，[M/H]=+0.5到-1.5以及Asplund et al.（2009）的参考太阳丰度下计算的。我们发现，新的太阳丰度允许改进（接近完美）的光测和光谱VLM属性的再现，并且第一次在恒星和亚恒星区域之间平滑过渡-不同于Hauschildt等人1999 a，b的NextGen模型和Allard等人2001的AMES-Dusty模型之间的过渡。在BDs区域，BT-Settl模型对M-L-T光谱跃迁提出了改进的解释。因此，在本文中，我们提出了新的BT-Settl模型的大气网格，…
2010-11-24 astro-ph.SR
A Search for Photometric Variability in L and T type Brown Dwarf Atmospheres
利用Lick天文台3米Shane望远镜上的Gemini红外照相机，对15颗L型和T型棕矮星（包括7颗疑似光谱双星）的宽波段J和K'光度变化进行了研究。其中四个矮星系--2 MASS J 0939 -2448、2 MASS J1416+ 1348 A、2 MASS J1711+2232和2 MASS J2139+0220 --在约0.5小时至6天的时间尺度上表现出统计学上的显著变化。我们对2 MASS J2139+0220变异性的检测证实了Radigan等人的报告，并且周期图和相位分散最小化分析也证实了约7.6 +/-0.2小时的变化周期。值得注意的是，四个变量中有两个是已知的或候选的双星系统，包括2 MASS J2139+0220，我们在一年的时间里只发现了径向速度变化的边缘证据。这一结果表明，一些光谱双星候选者可能会出现这样的，由于混合的多云和非多云地区在一个单一的“斑块”的大气。我们的研究结果与35 +/-5%的总体变异分数一致，没有明确的证据表明在L矮星/T矮星过渡的褐矮星之间存在更大的变异性。
2013-01-03 astro-ph.SR
An independent analysis of the brown dwarf atmosphere monitoring (BAM) data: large-amplitude variability is rare outside the L/T transition
观测变率可以提供有关褐矮星大气中云的形成和消散过程的有价值的信息。在这里，我们报告的结果，一个独立的分析档案数据从棕矮星大气监测（BAM）计划。14 L和T矮星的时间序列数据进行了分析，报告显着变化的时间尺度小时。我们确认了4/13个目标的大幅度变异性（幅度$>$ 2\%），并将剩余样本的变异性上限定为0.7\%-1.6\%。对于两个目标，我们发现在1.3\%和1.6\%的幅度弱的可变性的证据。基于我们在BAM研究中对可变物体的修订分类，我们发现在近红外波长处，L/T过渡之外的强可变性是罕见的。从修正后的BAM样本和Radigan等人的变率调查中的81个L0-T9矮星的组合样本中，我们推断出在L/T转换之外的大振幅变率的总体观测频率为3.2 $_{-1.8}^{+2.8}$ \%，而L9-T3.5光谱类型的大振幅变率为24 $^{+11}_{-9}$ \%。我们的结论是，虽然强变率并不限于L/T过渡，它更频繁地发生在这个光谱类型的范围内，在这些光谱类型的更大或更高对比度的云功能的指示。
2014-08-25 astro-ph.SR
Dust in brown dwarfs and extra-solar planets II. Cloud formation for cosmologically evolving abundances
亚恒星物体的寿命非常长。对于较老天体的宇宙学结果是重元素的丰度较低，这导致了天体在金属丰度上的广泛分布，因此在年龄上。在其凉爽的大气中，尘埃云成为主要特征，影响重元素的不透明度和剩余的气相丰度。研究了恒星金属丰度对亚恒星大气尘埃形成的影响，以及对尘埃云结构的影响和对大气的反馈。我们利用数值模拟，我们解决了一组力矩方程，以确定准静态尘埃云结构（DRIFT）。这些方程模型的成核，复合颗粒的动力学生长，它们的蒸发和重力沉降作为一个固定的尘埃形成过程。元素守恒方程增加了这个系统的方程，包括元素补充对流过冲。与大气代码（PHOENIX）的集成允许确定一致的（T，p，v_conv）结构，因此也可以计算合成光谱。DRIFT-PHOENIX模型大气的网格计算了广泛的金属丰度，以便系统地研究整个宇宙演化过程中的大气云结构。我们甚至在最贫金属（[M/H]=-6.0）的褐矮星大气中也发现了尘埃云。只有最年轻的褐矮星和巨型气体行星中质量最大的才能抵抗尘埃的形成。对于非常低的重元素丰度，逆温的发展有一个巨大的影响尘埃云结构。我们进一步表明，灰尘与气体的比例不与对象的[M/H]的线性比例对于一个给定的有效温度。
2009-08-25 astro-ph.SR
The Sonora Substellar Atmosphere Models VI. Red Diamondback: Extending Diamondback with SPHINX for Brown Dwarf Early Evolution
该研究将Sonora Diamondback棕矮星演化模型扩展至更高有效温度，结合SPHINX大气模型，计算年轻大质量棕矮星（年龄>1 Myr）的演化轨迹与红外性质，发现其林忠四郎阶段有效温度近乎恒定。
2025-10-09 astro-ph.SR
Atmospheres of Brown Dwarfs
褐矮星是迄今为止已知的最冷的恒星天体。我们目前的看法是，褐矮星遵循恒星形成的原则，并且褐矮星与行星有许多共同的特征。作为已知最暗和质量最低的恒星，褐矮星也是已知最冷的恒星。这对它们的光谱指纹有着深远的影响。褐矮星覆盖了一个有效温度范围，这使得褐矮星的大气层是一个序列，逐渐从类似M矮星的光谱变成类似行星的光谱。这进一步意味着，在低于2800 K的有效温度下，云已经在标记M矮星和棕矮星之间边界的物体的大气中形成。最近的发展引发了人们对这种非常冷的大气中等离子体过程的兴趣：在完全对流边界上观察到零星和静止的无线电发射与衰减的X射线活动指标相结合。
2014-11-06 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Testing Model Atmospheres for Young Very Low Mass Stars and Brown Dwarfs in the Infrared: Evidence for Significantly Underestimated Dust Opacities
我们通过比较预测的1.2-24 μm合成光度与恒星形成区M型光谱模板的观测光度，测试了年轻极低质量恒星和棕矮星的红外模型大气。我们发现：（1）在早期和晚期的年轻M型中，模式大气的有效温度（Teff）比标准的主序前光谱型Teff转换标度（基于理论演化模型）预测的低几百K。只有在中M型中，两种温度估计才是一致的。(2)早期M型（相当于几百万年前恒星质量超过0.4兆索尔）的Teff差异可能是由于大气模型中大气对流处理的不确定性，而在晚期M型中，它可能是由于低估了尘埃不透明度。(3)经验和模式大气J波段测热校正都大致平坦，彼此相似，在M型Teff范围。因此，模型大气产生相当准确的热光度（Lbol），但由于Teff较低，导致相对于进化预期（特别是在M型晚期）的质量和年龄被低估。我们证明了这一点的一个大样本的年轻车我和金牛座的来源。(4)大气模型J-K颜色的趋势，以及它们与数据的偏差，在前主序星和主序星年龄是相似的，这表明我们在这里假设的年轻年龄的模型尘埃不透明度误差也适用于现场年龄。
2015-03-28 astro-ph.SR
Ionization in Atmospheres of Brown Dwarfs and Extrasolar Planets V: Alfvén Ionization
对低质量天体的连续无线电和零星X射线发射的观测表明，它们的大气环境中存在局部等离子体。对于低质量物体，热电离的程度不足以将电离成分定性为等离子体，这就提出了一个问题：什么样的电离过程能够有效地产生作为辐射源的所需等离子体？我们提出阿尔文电离作为一种机制，在大气中产生电离气体的局部口袋，有足够的电离度（$\geq10^{-7}$），他们构成等离子体。我们概述了Alfvén电离所需的标准，并证明了它在低质量天体的大气中的适用性，如巨大的气体行星，棕矮星和M-矮星的太阳和亚太阳金属丰度。我们发现，阿尔文电离是最有效的在中到低大气压力，种子等离子体更容易磁化和驱动所需的中性流的压力梯度是最小的。对于所考虑的模型大气，我们的结果表明，$10^{-6}-1$的电离度可以作为阿尔文电离的结果。可观察到的后果包括连续韧致辐射发射，与等离子体离子种类的谱线（例如He、Mg、H $_{2}$或CO线）叠加。禁止线也预计从亚稳态人口。大气等离子体的存在为目前大气模型中尚未考虑的大量等离子体和化学过程打开了大门。阿尔文电离的发生也可能适用于其他天体物理环境，如原行星盘。
2013-08-13 astro-ph.SR
Dynamic atmosphere and wind models of C-type asymptotic giant branch stars. Influences of dust optical data on mass loss and observables
本研究通过DARWIN模型比较不同无定形碳尘埃光学数据对C型AGB恒星风和质量损失的影响，发现质量损失率差异可达约两倍，并影响颗粒大小与测光性质。
2025-04-24 astro-ph.SR
Multiwaveband photometry of the irradiated brown dwarf WD0137-349B
WD 0137 -349是一个轨道为116分钟的白矮星-棕矮星双星系统。我们提出了径向速度观测和多波段光度测量，从光学的V，R和I，到近红外的J，H和Ks，以及中红外的[3.6]，[4.5]，[5.8]和[8.0]微米。光度测量和光变曲线显示了所有波段的变化，振幅峰值在[4.5]微米，系统也是最亮的。利用模式大气模拟的白矮星合成光谱计算了棕矮星（WD 0137 - 349 B）加热和未加热大气的通量和亮度温度。我们表明，从棕矮星昼侧的流量是明亮的比预期的Ks和[4.5]微米波段相比，辐射的棕矮星模型与完整的能量循环，并建议这种过光度可能是由于H2荧光或H3+在大气中产生的紫外线照射。
2014-12-22 astro-ph.SR
On the Cool Side: Modeling the Atmospheres of Brown Dwarfs and Giant Planets
褐矮星或太阳系外巨行星的大气层控制着物体发出的辐射光谱，并调节其随时间的冷却。虽然对这些大气层的研究是根据几十年来模拟恒星和行星大气的经验进行的，但这些物体的独特特征对正演模拟提出了独特的挑战。特别是，由富含分子的大气、分子不透明度谱线列表（有时达到100亿吸收谱线或更多）、多个云形成冷凝物和不平衡化学过程产生的复杂化学过程，所有这些结合在一起，为任何建模工作创造了一个具有挑战性的任务。本文介绍了将这些复杂性纳入一维辐射对流平衡模型的亚恒星物体的过程。我们讨论了基本的数学以及用于模拟物理，化学，辐射转移，和其他相关的理解这些大气过程的技术。审查的重点是大气模式的创建过程，并简要介绍了一些模式预测数据的比较。审查的最后是该领域目前的挑战和对未来的一些评论。
2014-10-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Models of Stars, Brown Dwarfs and Exoplanets
在接下来的几年里，盖亚和几个旨在拍摄太阳系外行星的仪器将看到第一束光。与此同时，正在红矮星周围搜索低质量行星，这些行星提供了比太阳型恒星更有利的条件，无论是径向速度检测还是凌日研究。大气模型代码的作者已经允许在热彗星的大气中探测到水蒸气，他们重新审视了最近在模拟恒星到亚恒星过渡方面的进展。修订后的太阳氧丰度和云模型允许第一次再现的pho- tometric和光谱特性的转变。还介绍了恒星、褐矮星和太阳系外行星大气网格模型的主要结果。
2011-12-15 astro-ph.SR
The Brown dwarf Atmosphere Monitoring (BAM) Project I: The largest near-IR monitoring survey of L- & T-dwarfs
利用3.5米新技术望远镜上的SofI，我们对跨越L0和T8光谱范围的69颗褐矮星的无偏样本进行了广泛的近红外监测调查，每种光谱类型至少有一个例子。在JS波段对每个目标进行2-4小时的观测，数据的中位光度精度约为0.7%。共有14颗褐矮星被确定为变量，其最小到最大振幅在观察期间从1.7%到10.8%不等。所有变量均满足统计学显著性阈值，基于与中值参考星光曲线的比较，p值<5%。大约一半的变量显示出类似于2 M2139的正弦振幅变化，其余变量显示出类似于SIMP 0136的短时间尺度演变光曲线。L/T转换已被建议是一个区域的更高程度的变化，如果斑片云存在，本次调查的目的是测试斑片云模型与光度监测的L/T转换和非过渡棕矮星。考虑到被识别为可变的目标具有相同的统计阈值，测量的L7 - T4过渡区的13^{+10}{-4}%的变异频率与早期光谱类型的变异频率是不可区分的（32^{+11}-8}%），后期谱型（13^{+10}-4}%），或所有非过渡区褐矮星的组合（21^{+7}-5}%）。变量不集中在过渡，在一个特定的颜色，或与二进制。我们注意到，在先前监测的可变性系统中，只有约60%的系统保持可变性状态（可变或恒定），其余的系统处于切换状态。这14个变星包括9个新发现的变星，它们将为后续多波长监测提供重要系统，以进一步研究褐矮星大气物理。
2014-06-07 astro-ph.SR
The Sonora Brown Dwarf Atmosphere and Evolution Models I. Model Description and Application to Cloudless Atmospheres in Rainout Chemical Equilibrium
我们提出了新一代的亚恒星大气和演化模型，适用于L，T和Y型棕矮星和自发光太阳系外行星的研究。大气模型描述了辐射对流平衡时大气的预期温度-压力廓线和出射光谱，有效温度和重力在$200\le T_{\rm eff}\le2400\,\rm K$和$2.5\le \log g \le 5.5$范围内。这些范围包含了一组金属丰度（$[{\rm M/H}] = -0.5$到$+0.5$）、碳氧比（太阳的0.5到1.5倍）和年龄，质量从0.5到85木星质量不等。演化表描述了这些亚恒星物体随时间的冷却。这些模型扩展了目前可用的模型大气的多样性，特别是更冷的有效温度和更大的C/O范围。与过去的这种模式相比，值得注意的改进包括更新的不透明度和大气化学。在这里，我们描述了我们的建模方法，并提出了我们最初的一批模型的无云，化学平衡的气氛。我们比较建模的光谱，光度学，和各种数据集的演变。
2021-07-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Signature of Chromospheric Activity in Brown Dwarfs Revealed by 2.5-5.0 Micron AKARI Spectra
我们认为2.7微米H_2O、3.3微米CH_4和4.6微米CO吸收带可以作为棕矮星色球活动的良好示踪。在我们以前的研究中，我们发现有困难的解释整个光谱之间的1.0和5.0微米的统一云模型（UCM），褐矮星大气模型。基于简单的辐射平衡，模式大气中的温度通常随高度单调下降。然而，如果棕矮星有色球层，正如一些观测所推断的那样，高层大气的温度更高。我们构建了一个简单的模型，考虑到加热由于色球活动通过设置在高层大气中的温度地板，并发现3个棕矮星的模型光谱与中等的H-α发射，色球活动的指标，大大改善，以匹配AKARI光谱。由于高层大气温度较高，CH_4分子的数量减少，吸收带强度减弱。H_2O和CO的吸收带强度也变弱。另一方面，其他具有弱H-α发射的物体不能通过我们的处理来拟合。我们还简要地讨论了磁加热过程，可能在高层大气中运行，通过扩展我们的数值模拟太阳和恒星的表面对流的棕矮星大气。
2014-03-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disentangling the Signatures of Blended-Light Atmospheres in L/T Transition Brown Dwarfs
我们提出了一种技术，以确定具有单历元，低分辨率，近红外SpeX光谱光度可变的L7-T3褐矮星。我们计算了已知的变量褐矮星的光谱指数，并使用它们来选择11个指数-指数参数空间，其中已知的变量可以从褐矮星的一般人口的其余部分区分开来。我们发现62个候选变量，其中12个显示出显着的变化幅度在独立的光度监测调查。这种技术构成了第一个正式的方法，以确定一个时间依赖性的影响，如变异的特点，在其集成的光谱。这项技术将是一个有用的工具，优先目标的未来光度和光谱监测的时代，JWST和30米级望远镜。
2022-06-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sunbathing under white light -- 3D modelling of brown dwarf - white dwarf atmospheres with strong UV irradiation
褐矮星的大气层靠近它们的母体白矮星，代表了一些已知的最极端的辐射环境。了解它们复杂的动力学机制推动了理论和建模工作的极限，使它们成为有价值的研究对象，以测试当代对辐照大气的理解。我们使用Exo-FMS GCM对棕矮星WD 0137 - 349 B、SDSS J141126.20+200911.1B和EPIC 212235321 B进行了模拟，首先耦合到多带灰色辐射传输方案，然后耦合到光谱相关k方案和高温不透明度表。然后，我们使用gCMCRT对GCM结果进行后处理，以与现有的观测数据进行比较。我们的GCM模型预测强烈的温度倒置的大气，跨越几十年的压力，由于紫外线波段加热的影响。对模型的后处理表明，GCM结果中的昼夜对比度太小。因此，我们认为，云粒子的形成以及大气阻力效应，如磁阻力是重要的考虑因素，在设置昼夜温度对比这些对象。
2022-03-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Optical linear polarization in ultra cool dwarfs: A tool to probe dust in the ultra cool dwarf atmospheres
目的：最近的研究已经在光学I波段探测到L矮星的线偏振。理论模型已被开发来解释这种极化。这些模型预测在较短的波长下较高的偏振。本文讨论了四个超冷矮星的R带和I带的偏振。方法：我们报告了使用安装在4.2米威廉赫歇尔望远镜（WHT）上的中间色散摄谱仪和成像系统（ISIS）在R和I波段对4颗超冷矮星进行的线性偏振测量。结果：正如理论模型预测的那样，我们发现，在这些超冷矮星中，有3/4的R波段的偏振度高于I波段的偏振度。这表明尘埃散射的不对称性是由扁率>引起的。我们还展示了这些测量如何符合理论模型。的情况下，发现的线性偏振的变化，这表明随机分布的尘埃云的存在。我们还讨论了一种情况下存在的冷碎片盘。
2009-10-28 astro-ph.SR
Effect of Dust Size on the Near-Infrared Spectra (1.0-5.0 $μ$m) of Brown Dwarf Atmospheres
在这项研究中，我们证明了大气尘埃的大小依赖于10个L矮星的近红外光谱，并限制每个L矮星大气中的尘埃颗粒的大小。在以往的研究中，通过比较观测和模拟的光谱，认为它们的光谱形状与理论预测的偏差是普遍的特征。在这里，我们专注于棕矮星大气中的尘埃大小，以了解观测到的光谱。我们确认，改变尘埃大小会改变大气的温度-压力结构，光谱形状也会相应改变。在尘埃是辐射的主要吸收体的波长处（尘埃主导的区域），大的尘埃不透明度与中等的颗粒尺寸相结合，例如，0.1 $μ$ m导致光球温度低，因此通量小。相反，对于气体吸收占主导地位的波长（气体占主导地位的制度），一个大的尘埃不透明度修改的温度-压力结构，导致在一个高的光球温度，这对应于大通量的排放。考虑到尺度效应，我们将1-5 $μ$ m波长范围内的模型光谱通量与观测值进行了比较，以约束AKARI和SpeX或CGS 4观测到的10颗L矮星大气中的主要尘埃尺度。最后，我们发现，所观察到的数据再现具有更高的保真度的模型的基础上，一个中等的灰尘大小为0.1-3.0 $μ$ m的这些L型矮星6，因此，我们建议，这样的大气尘埃大小适用于大多数的L型矮星。
2021-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
2MASSJ035523.51+113337.4: A Young, Dusty, Nearby, Isolated Brown Dwarf Resembling A Giant Exoplanet
我们目前的视差和自行测量，近红外光谱，和WISE测光的低表面重力L5伽马矮星2MASSJ035523.37+113343.7（2 M0355）。我们使用这些数据来评估年轻人的光度，光谱和运动学特征，因为2 M0355是迄今为止分类的最红的孤立L矮星。我们确认它的低重力光谱形态，并发现一个尖锐的三角形$H$带光谱的10万年行星质量的对象2 M1207 b的强烈相似之处。我们发现2 M0355在光学和MKO J，H和K波段与正常场L5矮星相比是欠光的，并且从3-12微米过渡到过光，这表明增强的光球尘埃将通量转移到年轻的低重力物体的更长波长，创造了红色光谱能量分布。研究褐矮星的近红外彩色星等图证实，与已知的褐矮星相比，2 M0355更红，亮度更低，类似于直接成像的系外行星2 M1207 b和HR 8799 bcd的特点。我们计算了UVW空间速度，发现2 M0355的运动与年轻的盘状天体（< 2-3 Gyr）一致，它很可能是剑鱼座AB星协的成员。
2012-10-02 astro-ph.SR
An Approach for Retrieving Temperatures and Abundances in Brown Dwarf Atmospheres
褐矮星的光谱包含了大量关于其分子丰度、温度结构和重力的信息。提出了一种新的数据驱动的反演方法，以前用于行星大气的研究，提取分子丰度和温度结构的棕矮星光谱。该方法的可行性首先证明了一个合成的棕矮星光谱。给定典型的光谱分辨率、波长覆盖范围和噪声特性，对于分子丰度和10 s-100 s K的温度分布，可以获得百分之几十的精度。然后将该技术应用于研究得很好的褐矮星Gl 570 D。从这个光谱反演，光谱半径被限制为0.75 - 0.83 $R_{\mathrm{J}}$，$\log(g)$为5.13 - 5.46和$T_{\mathrm{eff}}$为804和849 K之间。丰度范围和允许的温度分布的估计也来自。反演结果与Saumon等人（2006）的自洽网格模型结果一致。这种新方法将使我们能够解决褐矮星之间的成分差异问题，可能是它们的形成环境，不平衡化学，当前网格建模方法中缺少的物理学以及许多其他问题。
2014-07-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
The accretionally heated atmospheres of protoplanets and brown dwarfs
California Institute of Technology（加州理工学院）；Carnegie Institution for Science（卡内基科学研究所）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Northwestern University（西北大学）；University of Texas, Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本研究探讨吸积对原行星与褐矮星大气的影响，发现吸积加热会引发温度反转、改变大气成分，可通过光谱特征区分，大气反演或能助力确定行星形成的热/冷起始模式。
2026-10-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ionization in atmospheres of Brown Dwarfs and extrasolar planets IV. The Effect of Cosmic Rays
宇宙射线是地球大气层中自由电子的一个重要来源，在稠密的星际区域中，宇宙射线产生普遍的背景电离。本文利用粒子能量为1 MeV < E < 1 GeV的Monte Carlo宇宙线输运模型和粒子能量为1 GeV < E < 1 TeV的解析宇宙线输运模型研究了自由漂浮天体亚恒星大气中自由电子的宇宙线增强。宇宙射线的计算适用于漂移凤凰模型大气的一个例子棕矮星的有效温度Teff = 1500 K，和两个例子巨大的气体行星（Teff = 1000 K，1500 K）。对于模型棕矮星大气，当压强pgas < 10^-2 bar时，宇宙射线会显著提高电子分数。我们以巨型气体行星的大气层为例，表明宇宙射线的增强可以达到10^-4 - 10^-2巴，这取决于有效温度。对于这里所考虑的巨型气体行星的模型大气（Teff = 1000 K），当pgas < 10^-8 bar时，宇宙射线使电离度达到fe ~ 10^-8，这表明这部分大气可能表现为弱电离等离子体。虽然宇宙射线使高层大气的电离度提高了三个数量级以上，但这种效果不太可能大到足以使磁场与气体持续耦合。
2013-07-11 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Small hydrocarbon molecules in cloud-forming Brown Dwarf and giant gas planet atmospheres
我们研究了在褐矮星和巨型气体行星的富氧尘埃形成的大气中复杂的含碳分子的丰度。本文研究了热化学气相模式的内边界大气区。利用了Drift-phoenix大气模拟的结果，其中包括相非平衡尘埃云形成对大气结构和气相丰度的反馈。所产生的元素耗尽导致碳氧比的变化，使得可以存在几个烃分子和氰基多氰基多炔分子。表面重力的增加和/或金属含量的减少支持这些物种的分压增加。CO、CO2、CH 4和HCN含有最大比例的碳。在低金属度天体的高层大气中，C4 H中的碳含量高于CO，CH 3和C2 H2作为碳汇也发挥着越来越重要的作用。我们确定化学弛豫时间尺度来评估碳氢化合物分子是否会受到运输诱导淬灭的影响。我们的研究结果表明，相当数量的C2 H6和C2 H2可以预期不仅在巨大的气体行星的上层大气中，而且在棕矮星。然而，精确的淬灭高度强烈地依赖于所使用的数据源。这些结果将对未来的热动力学研究产生影响，因为它们改变了这些模拟的内边界条件。
2013-07-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Dawes Review 3: The Atmospheres of Extrasolar Planets and Brown Dwarfs
在过去的几年里，已知的系外行星数量和描述其大气特性的方法范围都有了显着的增加。与此同时，越来越冷的褐矮星的新发现已经降低了它们的温度范围，现在已经延伸到<300 K的Y矮星。这些大气层的建模需要开发新的技术来处理这些物体中的分子化学和云。棕矮星的大气层已经被相当好的了解，但仍有一些问题存在，特别是在L/T转换时云的行为。系外行星大气特征的观测数据主要局限于巨型系外行星，这些行星是热的，因为它们靠近它们的恒星（热彗星），或者因为它们很年轻，仍然在冷却。对于这些行星，有很好的证据表明IR中存在CO和H2O吸收。在一些天体中观察到钠吸收。反射光测量显示，一些巨大的系外行星非常暗，表明大气层中没有云。然而，在其他一些行星上也有云和薄雾的好证据。一些高度辐射的行星有膨胀的半径，尽管这种膨胀的机制还不清楚。关于巨型系外行星大气的组成和结构的其他一些问题，如逆温结构的出现，CO2和CH 4的存在或不存在，以及高C/O比的出现仍然是研究和争论的主题。
2014-09-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Simulations of Electron Beam Interactions in Brown Dwarf Atmospheres
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Laboratory for Atmospheric and Space Physics（大气与空间物理实验室）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本研究通过蒙特卡罗模拟探索棕矮星大气中电子束相互作用，揭示大气柱密度对极光发射的影响，为未来多波段极光特征观测提供理论支持。
2026-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Environmental effects on the ionization of brown dwarf atmospheres
棕矮星会发出爆发性的阿尔法光，白光耀斑，并显示无线电耀斑和静止的无线电发射。它们被认为形成了极光，类似于太阳系中的行星，但更有活力。所有这些过程都需要具有适当电离程度的源气体，到目前为止，大多数情况下假设电离程度是足够的。我们的目标是证明银河系环境影响大气电离，因此它放大或使超冷物体的大气磁耦合，如褐矮星和自由浮动的行星。我们认为光电离的莱曼连续辐射在三个不同的环境中的影响：星际辐射场（ISRF），O和B星的恒星形成区，也为白矮星同伴在二进制系统。我们应用我们的Monte Carlo辐射传输代码来研究非常低质量物体的规定的大气结构的莱曼连续光电离的效果。外部辐射环境对极低质量、超冷物体的大气电离起着重要作用。莱曼连续辐射大大增加了最高层大气区域的电离水平。我们的结果表明，一个几乎完全电离的大气气体的外壳出现在恒星形成区的棕矮星和白矮星双星系统中的棕矮星。因此，褐矮星的大气层可以被磁耦合，这是色球层加热和极光出现的假设。第一次测试假设色球的温度值表明，由此产生的自由-自由X射线光度与恒星形成区的非吸积棕矮星所观察到的相当。
2018-04-24 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.plasm-ph
Lightning and charge processes in brown dwarf and exoplanet atmospheres
对褐矮星大气成分的研究有助于了解它们的形成和演化。同样，对系外行星大气层的研究有望限制其形成和演化状态。我们使用三维模拟，动力学云形成和动力学离子中性化学的结果来研究电离过程，这将影响他们的大气化学：超热彗星的白昼是由原子氢，而不是H $_2$ O。这样的行星大气表现出相当程度的热电离，并且云只在闪电留下化学示踪剂（例如HCN）的夜晚形成，可能足够长的时间可以被检测到。外部辐射可能会导致系外行星被高度电离的H $_3^+$形成气体的外壳所笼罩，并可能出现由天气驱动的极光。棕矮星使我们能够研究电子束在太阳系外的作用，天气系统驱动的极光样化学，以及强磁场对冷大气气体的影响。电子束在褐矮星（例如LSR-J1835）的高层大气中触发H $_3^+$的形成，H可能与它反应形成水合氢，H $_3$ O $^+$，作为一种寿命更长的化学示踪剂。棕矮星和超高温气体巨星可能是寻找H $_3$ O $^+$作为H $_3^+$产物的绝佳候选者。
2019-03-13 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Measuring and Replicating the 1-20 um Energy Distributions of the Coldest Brown Dwarfs: Rotating, Turbulent and Non-Adiabatic Atmospheres
冷的、低质量的、有磁场的褐矮星对于限制恒星质量函数的终点和优化系外行星的大气研究都很重要。2020年，这些物体的新模型网格可用：Sonora-Bobcat和ATMO 2020。此外，还宣布了新的冷棕矮星候选者，并发表了λ ~4.8 μ m的新光谱观测结果。在本文中，我们提出了一些最冷的棕矮星的新的红外测光，并把新的数据和模型一起探索这些对象的属性。我们再次确认在这些大气中混合的重要性，这导致CO和NH_3丰度不同的数量级从化学平衡值。我们还证明，对于冷于600 K的棕矮星，新模型在2 <λ μ m <~ 4时与观测值的偏差系数大于~3。我们首次证明了6颗260 ≤ T_eff K ≤ 475的棕矮星的全部1 <~ λ um <~ 20的能量分布可以很好地用包括不平衡化学和偏离标准辐射/对流平衡值的光球温度梯度的模型大气再现。这种压力-温度分布的变化对于受非绝热过程影响的旋转和湍流大气来说并不意外。一个有限的网格的修改后的模型颜色的生成，并用于估计温度和金属丰度为目前已知的Y矮星。附录中给出了此处使用的光度数据汇编。
2021-07-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
The extended atmospheres of Mira variables probed by VLTI, VLBA, and APEX
我们提出了一个概述我们的项目，研究扩展的大气和尘埃形成区的米拉星使用协调的观测与甚大望远镜干涉仪（VLTI），甚长基线阵列（VLBA），和阿塔卡马探路者实验（APEX）。数据解释使用的方法相结合，最近的动态模型大气与辐射转移模型的尘埃壳，并结合由此产生的模型结构与微波激射器传播模型。
2011-05-17 astro-ph.SR
Ionisation in atmospheres of Brown Dwarfs and extrasolar planets III. Breakdown conditions for mineral clouds
在地球、木星和土星的多云大气中直接检测到放电，金星的放电是有争议的，而我们太阳系中的海王星和天王星则是间接推断的。精灵（和其他类型的瞬态发光事件）只在地球上被发现，理论上预测木星，土星和金星。云的形成是在超冷大气中的一种常见现象，例如在棕矮星和太阳系外的行星大气中。云粒子可能携带大量电荷，这些电荷可能通过单个云粒子之间的小尺度过程（云内放电）或云之间的大尺度过程（云间放电）触发放电事件。我们研究了静电击穿特征，例如临界场强和每个表面的临界电荷密度，以证明在哪些条件下矿物云会经历放电事件，从而可能触发或导致零星的X射线发射。我们应用我们的动力学尘埃云形成模型，这是漂移凤凰模型大气模拟的一部分。我们提出了第一次调查的依赖性的崩溃条件在褐矮星和巨型气体系外行星上的本地气相化学，有效温度和原始气相金属丰度。我们的研究结果表明，不同的云内放电过程占主导地位，在不同的高度内的矿物云：当地的冠状（尖端放电）和小规模的火花在云的底部区域的气体密度是高的，和流动放电和大规模的火花，附近，可能以上，云顶。电离的热程度和云粒子数密度的比较使我们能够提出放电将在行星大气中发生的效率。
2013-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamic atmospheres and winds of cool luminous giants, I. Al$_2$O$_3$ and silicate dust in the close vicinity of M-type AGB stars
高空间分辨率的技术提供了宝贵的见解AGB星的质量损失机制，这大概涉及到大气悬浮的脉冲诱导的冲击波和辐射压力尘埃的组合。观测结果表明，Al $_2$ O $_3$在形成硅酸盐之前，在大约2个恒星半径或更小的距离处凝聚。因此，Al $_2$ O $_3$颗粒是产生在几颗M型AGB星附近观测到的散射光的主要候选者，它们可能是硅酸盐在较低温度下凝聚的种子颗粒。我们基于隐式数值（DARWIN）构建了新一代动态大气和辐射驱动风模型，包括对Al $_2$ O $_3$和无铁硅酸盐（Mg $_2$ SiO $_4$）的颗粒生长和蒸发的时间相关处理。描述这些尘埃物种的方程求解的框架中的频率依赖的辐射流体动力学模型的大气和风结构，考虑到脉冲引起的冲击波和周期性的光度变化。Al $_2$ O $_3$在近距离和高浓度下的凝聚需要可见光和近红外区域的颗粒的高透明度，以避免辐射加热的破坏。对于太阳丰度，由于Al $_2$ O $_3$的辐射压力太低，无法驱动风。然而，这种尘埃种类可能对质量损失有间接影响。具有Al $_2$ O $_3$核心和硅酸盐地幔的复合颗粒的形成可以使颗粒生长领先，增加质量损失率和风速。此外，我们的实验核幔颗粒模型导致的变化的视觉和近红外颜色在脉动周期与观测非常一致。
2016-05-31 astro-ph.SR
Measuring the stellar atmosphere parameters using follow-up polarimetry microlensing observations
我们提出了一个潜在的后续偏振微透镜观测研究遥远恒星的恒星大气的分析。首先，我们使用银河系模型、恒星星族和朝向银河系隆起的星际尘埃产生合成微透镜事件。我们模拟了偏振微透镜的光变曲线，并将其与甚大望远镜（VLT）的FOcal Reducer和低色散光谱仪（FORS 2）的仪器规格进行比对，然后进行分析。我们发现，VLT望远镜的精度可以让我们限制冷RGB恒星的大气层。假设OGLE望远镜每年探测到大约$3000$微透镜事件，我们期望在偏振光变曲线中分别探测到偏振微透镜事件的几乎$20,~10,~8, $和$5$，这四个不同的标准是在基线以上的三个连续偏振数据点，分别为$1σ$、$2σ$、$3σ$和$4σ$。我们概括的协方差矩阵制定和提出的偏振和测光信息的组合，使我们能够测量大气的散射光学深度和恒星包络的红巨星的内半径。这两个参数可以决定冷RGB源星大气的尘埃不透明度和尘埃形成的半径。
2020-11-07 astro-ph.SR
WISEP J004701.06+680352.1: An intermediate surface gravity, dusty brown dwarf in the AB Dor Moving Group
我们介绍了褐矮星WISEP J004701.06+680352.1（W 0047 +68）的光谱学、天体测量学和光度学，这是一颗距离$12.2 \pm 0.4$秒差距的异常红场L矮星。三维空间运动将其确定为AB Dor移动群的成员，我们使用Alllers\& Liu（2013）近红外分类系统将W 0047 +68分类为中间表面重力（INT-G）。这个移动的群成员意味着近太阳的金属丰度，年龄$\sim 100-125$ Myr，$M \approx 0.018~M_\odot$和$\log g \approx 4.5$ ;因此，解释红外光谱所需的厚凝结云是比普通场棕矮星低的表面重力的结果。从观测到的光度和演化模型半径，我们发现$T_{eff} \approx 1300 $ K，一个温度通常与早期T矮星。厚云也被用来解释直接成像的巨行星的光谱特性，我们讨论的成功和挑战，这样的亚恒星模型在匹配观测到的光学和红外光谱。W 0047 +68表明云厚度对中间地面重力比大多数模式更敏感。我们还提出了一个三角视差的尘埃L 6矮星2 MASS J21481628+4003593。它位于$8.060 \pm 0.036$秒差距处;它的天体测量学与它更古老且富含金属的观点一致。
2014-12-04 astro-ph.SR
Dynamically coupled kinetic chemistry in brown dwarf atmospheres I. Performing global scale kinetic modelling
本研究将mini-chem化学模块耦合到Exo-FMS大气环流模型，开展褐矮星全球尺度动力学化学模拟，发现化学物质整体均匀但局部风暴区混合比差异可达±100%，为理解褐矮星大气流动与化学组成的关联提供新支撑。
2023-06-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Cloud-convection feedback in brown dwarfs atmosphere
大量的观测证据表明，在棕矮星的大气中存在着活跃的气象现象。观测到了近红外亮度的变化。云在形成这些大气的热结构和光谱特性方面起着重要作用。这种变化的机制仍然不清楚，一维和全球环流模式不能充分研究这一问题，由于分辨率。在这项研究中，对流分辨率模式耦合到灰色带辐射转移，以研究对流大气和云的变化之间的耦合在一个大的温度范围内与数百公里的域。六种类型的云被认为是与微物理，包括解决。用Rosseland平均系数计算，云的辐射是活跃的。辐射云反馈可以驱动温度和云结构的自发大气变化，这是第一次三维建模。硅酸盐云具有最大的热结构的影响，在某些情况下，根据假设的颗粒大小，产生二次对流层。铁和铝云对大气也有很大的影响。热谱计算，我们发现云的最大影响是平滑的光谱特征在光学波长。在色星等图上，与观测到的L矮星和T矮星相比，模拟的大气在大多数情况下都偏红。有云洞存在的模拟更接近观测。
2022-03-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA reveals the aftermath of a white dwarf--brown dwarf merger in CK Vulpeculae
我们介绍了阿塔卡马大型毫米-亚毫米波天线阵（ALMA）对狐狸座CK的观测结果，它被称为“狐狸座新星1670”。他们在相关星云的内部区域追踪模糊的尘埃。尘埃形成了两个茧，每个茧在中央恒星的假定位置的南北方向延伸约5角秒。更明亮的发射是在一个更紧凑的东西向结构（2 arcsec乘1 arcsec）中，茧相交。我们在NH $_2$、CHO、CN、四种有机分子和C $^{17}$ O中检测到了线发射。CN线追踪尘埃茧中的气泡; CH $_3$ OH是南北向的S形喷流;其他分子是中央云，其结构与最内部的尘埃结构一致。整个尘埃和气泡结构的长轴相对于71弧秒的沙漏状星云有一个约24度的投影倾角，这是以前在H α中看到的。三个茧肢与相同H α图像的内部区域中的暗泳道对齐。中央2弧秒乘1弧秒的尘埃被分解成一个与扭曲的尘埃盘一致的结构。射流的速度结构表明，起源于该圆盘的中心，并以未知的周期进行进动。在北部和南部的喷气机的尖端减速区域大致一致的额外的扩散尘埃排放约2弧秒的区域。这些结构与双极流出扩张到周围高密度材料中一致。我们认为，一颗白矮星和褐矮星在1670年至1672年之间合并，结果产生了观测到的结构和非凡的同位素丰度。
2019-10-11 astro-ph.SR
An empirical view of the extended atmosphere and inner envelope of the asymptotic giant branch star R Doradus. II. Constraining the dust properties with radiative transfer modelling
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Gothenburg University（哥德堡大学）
通过辐射传输建模研究R Doradus尘埃性质，发现光子散射不足以驱动风，需其他机制补充。
2025-11-25 astro-ph.SR
Evolution of spheroidal dust in electrically active sub-stellar atmospheres
了解在光学和近红外线中的亚恒星偏振观测的来源是确定亚恒星物体的特征和开发用于确定其大气特性的潜在诊断的关键。来自一群排列整齐的非球形尘埃颗粒的差分散射是一个潜在的偏振源，可以用来确定尘埃云的几何特性。本文讨论了电激活亚恒星大气中尘埃颗粒的球状生长问题。它提出了一种新的应用机制，即非球形，细长的尘埃颗粒可以通过等离子体沉积作为带电尘埃颗粒的表面电场效应的结果生长。我们数值求解的微分方程的带电尘埃颗粒通过等离子体沉积作为表面电场效应的结果，以确定如何尘埃偏心率和尘埃粒子偏心率分布函数随时间的演变。从这些结果中，我们确定了球状尘埃对所观察到的线偏振的影响。数值解表明，$e\approx 0.94$定义了分水岭偏心率，初始偏心率小于（大于）此值的晶粒偏心率减小（增大），出现球形（类球形）生长。这产生了一个特征双峰偏心率分布函数，在观测到的线性偏振中产生一个分数变化，最高可达$\approx0.1$，对应于在$\approx1 μ$ m波长处最大偏心率的尘埃颗粒，与近红外观测窗口一致。这里提出的结果是相关的非球形的，不规则形状的尘埃颗粒的一般几何形状的非均匀表面电场效应的带电尘埃颗粒的生长是显着的。
2020-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ionisation in atmospheres of brown dwarfs and extrasolar planets VI: Properties of large-scale discharge events
亚恒星大气中的矿物云在各种电荷过程中起着催化剂的特殊作用。如果云是带电的，周围的环境就会被电激活，带电颗粒的集合体就会放电（例如通过闪电），这会显著影响当地的化学物质，创造出类似于早期行星大气中生命的条件。我们注意到，这种闪电放电也有助于大气的电离状态。我们适用于从实验室测量和数值实验漂移凤凰模型大气结果的放电过程的比例律模型的放电的传播向下（闪电）和向上（精灵）通过大气云层。我们评估闪电放电的空间范围和能量。受影响的大气体积（例如温度或电子数的增加）在棕矮星大气中（$10^8 -~10^{10}$ m $^3$）比在巨大气体行星中（$10^4 -~10^{6}$ m $^3$）大。我们的结果表明，在一个事件的总耗散能量是$<10^{12}$ J的所有模型的初始太阳金属丰度。第一次尝试表明闪电对局部气相的影响表明，CH和CH $_2$等小碳水化合物分子的增加是以CO和CH $_4$为代价的。形成尘埃的分子被破坏，云粒子的特性被冻结，除非有足够的时间完全蒸发。我们总结了可能适合观测太阳系外天体闪电的仪器。
2014-01-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Synthetic photometry for M and K giants and stellar evolution: hydrostatic dust-free model atmospheres and chemical abundances
基于冷星的流体静力球COMARCS模型网格，我们计算了这些天体的可观测性质，这些性质将主要与恒星演化轨道和星族合成工具结合使用。高分辨率的不透明度采样和低分辨率的卷积光谱，以及大量的过滤系统的测辐射热校正电子。我们利用这些数据来研究质量，C/O比和氮丰度对K和M巨星测光的影响。取决于有效温度，表面重力和所选的波长范围的变化的调查参数导致非常弱，以温和的，在C/O值接近1的情况下，甚至强烈的颜色变化。对于用于恒星演化计算，它们将被视为应用于主要量的插值结果的校正因子。当我们比较合成测光观察到的关系和数据从银河隆起，我们发现在一般情况下，一个很好的协议。最冷的巨星出现偏差，显示脉动、质量损失和尘埃壳，这些都无法用流体静力模型描述。
2016-01-26 astro-ph.SR
Observation of undepleted phosphine in the atmosphere of a low-temperature brown dwarf
本研究利用 JWST 在低温褐矮星 Wolf 1130C 的 4.3 μm 波段检测到多条磷化氢吸收线，测得其丰度为 0.100±0.009 ppm，与解释木星和土星的非平衡化学模型相符。
2025-10-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Latitudinal chemical and cloud variations in the atmosphere of a brown dwarf
Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）；Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux, Univ. Bordeaux, CNRS（波尔多天体物理学实验室，波尔多大学，法国国家科学研究中心）；Leiden Observatory, Leiden University（莱顿天文台，莱顿大学）；Laboratoire J.-L. Lagrange, Université Côte d’Azur, Observatoire dela Côte d’Azur, CNRS（J.-L. 拉格朗日实验室，蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台，法国国家科学研究中心）；IPAG, Université Grenoble-Alpes, CNRS（IPAG，格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Aix Marseille Univ, CNRS, CNES（马赛天体物理学实验室，艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，法国国家空间研究中心）
研究褐矮星大气，提出差分分子旋转展宽新方法，通过对褐矮星DENIS J0255 - 4700观测，证实其大气存在纬度化学变化，数据显示低纬度CH4和NH3消耗，该方法可用于多颗褐矮星和系外行星大气研究。
2026-07-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Fingering convection and cloudless models for cool brown dwarf atmospheres
这项工作旨在提高目前对褐矮星大气层的理解，特别是具有光谱类型T和Y的冷矮星，其建模是当前的挑战。硅酸盐云和铁云被认为在L/T转换的光球层消失，但无云模型无法正确再现T矮星的光谱，主张增加更多的物理，例如其他类型的云或内能传输机制。我们使用一维（1D）辐射/对流平衡程序ATMO来研究这个问题。该代码包括平衡和非平衡化学，并始终解决PT结构。包括的不透明度源是H2-H2、H2-He、H2O、CO、CO2、CH 4、NH3、K、Na和TiO、VO（如果它们存在于大气中）。我们表明，如果考虑垂直混合和NH3猝灭，Y矮星的光谱可以用无云模型精确再现。与无云模式相比，T型矮星的光谱仍然有些红化，例如J - H型.稍微降低大气中的温度梯度就可以重现这种变红现象。我们建议，这种减少稳定的温度梯度在这些层中，导致较冷的结构，是由于开始的指状对流，引发的不稳定的影响冷凝的非常薄的灰尘。
2015-04-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
The radial distribution of dust species in young brown dwarf disks
我们提出了一个年轻的棕矮星磁盘尘埃物种的径向分布的研究。我们的工作是基于对金牛座-御夫座恒星形成区棕矮星10和20微米硅酸盐发射特征的成分分析。我们工作的一个基本发现是，与金牛座中质量更高的金牛T星相比，褐矮星在盘的冷分量中表现出更强的尘埃加工迹象。对于几乎所有的目标，我们发现一个扁平的磁盘结构，这是一致的，在这些磁盘中观察到的尘埃处理的更强的迹象。对于一个棕矮星2 M04230607的情况下，我们发现镁橄榄石的质量分数是一个因素的~3高出外盘相比，内盘区域。简单的大规模径向混合不能解释尘埃化学成分的这种梯度，一些局部的结晶形成机制可能在这个圆盘中是有效的。在棕矮星盘的外部寒冷区域，相对丰富的结晶硅酸盐提供了一个有趣的类比彗星。在这方面，我们已经讨论了各种机制，已提出的彗星的形成和向外运输的高温材料的适用性。我们还介绍了两个金牛座棕矮星，2 M04414825和CFHT-BD-Tau 9的钱德拉X射线观测。我们发现2 M04414825（其具有~12%的结晶质量分数）在X射线中比CFHT-BD-Tau 9（其具有~35%的结晶质量分数）亮超过一个数量级。结合以前的X射线数据，我们发现内盘晶体的质量分数是反相关的X射线强度。
2011-11-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Brown dwarf disks with ALMA: evidence for truncated dust disks in Ophiuchus
对年轻棕矮星周围的盘的性质的研究可以为这些非常低质量的物体的形成以及在它们周围形成行星系统的可能性提供重要线索。根据近红外和中红外研究，褐矮星周围存在温暖的尘埃盘是众所周知的。对寒冷外盘的高角分辨率观测是有限的;我们使用ALMA试图对$ρ$ -Oph恒星形成区的年轻棕矮星进行第一次调查。在我们的样本中，所有17个年轻的棕矮星都是在890 $μ$ m处以$\sim0.\!^{\prime\prime}5$角分辨率连续观测到的。我们的观察的灵敏度被选择用于检测灰尘的$\sim0.5$ M $_\oplus$。我们在11个圆盘中探测到连续辐射（$\sim65$占总数的%），估计探测到的圆盘中尘埃的质量范围从$\sim0.5$到$\sim6$ M $_\oplus$。这些盘状质量意味着褐矮星周围的行星形成可能相对罕见，并且在一些褐矮星周围发现的超木星质量伴星可能是双星系统形成的结果。我们发现的证据表明，在$ρ$ -Oph的两个最明亮的磁盘有尖锐的外缘R<~25 AU，在金牛座褐矮星周围的磁盘。这种差异可能表明，$ρ$ -Oph中的不同环境可能导致磁盘属性的显著差异。对棕矮星和太阳质量系统的M $_{disk}$ /M $_\ast$比值的比较也显示了棕矮星可能存在的质量亏损，这可能支持在亚恒星区域动力学截断盘的证据。这些发现仍然是试验性的，需要通过研究褐矮星周围的气体盘和对更大质量恒星周围…
2016-06-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
HCN and C2H2 in the atmosphere of a T8.5+T9 brown dwarf binary
本研究利用 JWST/MRS 首次获取 T 型褐矮星双星 WISE J045853.90+643451.9 的中红外光谱，通过反演分析识别出 H2O、CH4、NH3，并首次探测到 HCN 和 C2H2，揭示了强烈的垂直混合，挑战了现有大气模型。
2025-02-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Variability of Brown Dwarfs
褐矮星是低质量恒星和巨行星之间缺失的一环。它们的大气层显示出行星的典型化学物质，人们可能会怀疑它们是否也有类似天气的模式。虽然棕矮星的表面特征无法直接解析，但当它们旋转进出视野时，由这些特征引起的光度和光谱调制提供了关于其大气演变的丰富信息。通过L，T和Y光谱类型序列的棕矮星的变化的审查，以及他们设置的限制，在其表面上的天气样图案的性质。
2018-03-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Bridging the Gap: Using Brown Dwarfs to Examine Silicate Clouds in Giant Exoplanet Atmospheres
American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）；Dordt University（多尔特大学）；Center for Exoplanetary Systems, Space Science Institute（系外行星系统中心，空间科学研究所）；The Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生中心）
通过棕矮星理论研究四个JWST观测热木星的硅云模型，探讨大气中形成痕迹的证据，支持巨行星在形成过程中采用恒星的Mg/Si比值。
2026-03-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exploring deep and hot adiabats as a potential solution to the radius inflation problem in brown dwarfs: Long-timescale models of the deep atmospheres of KELT-1b, Kepler-13Ab, and SDSS1411B
高度辐射的气态系外行星的巨大半径长期以来一直是一个谜。一种被认为是解决热对流的机制是通过潜在温度的垂直平流加热深层大气，导致内部熵增加。在这里，我们打算探索这种机制是否也可以解释所观察到的棕矮星半径的趋势：半径随着辐射的普遍增加，除了高辐射的棕矮星轨道白矮星。我们使用一个3D GCM，MAGICO，运行一系列的Kepler-13 Ab，KELT-1b和SDSS 1411 B的大气的长时间尺度模型。这些模型使我们能够探索不仅如果一个稳定的平流层可以发展，而且相关的动态。我们发现，我们的模型分为两个不同的制度：开普勒-13Ab和KELT-1b都显示出显着的深层加热的迹象，因此保持比一维模型预测的更热的恒星。另一方面，SDSS 1411 B表现出更弱的向下加热曲线，不仅在理想条件下难以加热内部，而且对深层辐射动力学的存在高度敏感。我们发现，大尺度大气环流的位温垂直平流代表了一个强大的机制来解释随着辐射增加的通货膨胀的趋势，包括高辐射的棕矮星轨道白矮星的例外。这可以理解为是由于旋转影响的增加对中高纬平流动力学的作用而发生的。此外，当与外层大气辐射轮廓的适当参数化相结合时，这种机制本身就可能为我们在棕矮星中观察到的膨胀水平提供完整的解释。
2021-09-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust cloud lightning in extraterrestrial atmospheres
闪电存在于所有太阳系行星的大气层中形成云。在我们的太阳系之外，云的形成是可能的，在比地球或木星温度高得多的物体中：棕矮星和巨大的太阳系外气体行星形成由混合材料和大范围颗粒尺寸组成的云。这些云在全球范围内是中性的，服从尘埃-气体电荷平衡，这在短时间尺度上与观测到的太阳系行星的随机电离事件不一致。我们认为，在褐矮星和太阳系外行星的云的显着体积是容易受到当地的放电事件和上层云层是最适合强大的闪电般的放电事件。我们讨论了各种来源的大气电离，包括热电离和电离的初步估计由宇宙射线，并认为，我们应该期待雷暴也在大气中的棕矮星和巨大的气体行星含有矿物云。
2012-07-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Atmosphere Models of Brown Dwarfs Irradiated by White Dwarfs: Analogues for Hot and Ultra-Hot Jupiters
辐射褐矮星（BD）提供了天然的实验室来测试我们对亚恒星和辐射大气的理解。在白矮星（WD）周围已经观察到了一些短周期的BD，但是独特的强烈紫外线主导的照射提出了一个建模挑战。在这里，我们提出了第一个完全自洽的一维大气模型，考虑到紫外线照射对物体的温度结构的影响。我们探索了两个BD-WD系统，即WD-0137-349和EPIC-212235321。WD-0137- 349 B的平衡温度介于高温和超高温之间，而EPIC-212235321 B的平衡温度高于除KELT-9 b外的所有超高温。我们探讨了一些特殊的方面，照射BD大气，并表明现有的测光可以很好地配合我们的模型。此外，从这些BD的原子发射线的检测可以解释由强烈的辐射引起的温度反演，类似于最近探索的超高温超导体的反演。我们的WD-0137- 349 B模型可以再现许多但不是所有这些原子线的观测到的等效宽度。我们使用观测到的测光这些对象检索的温度结构使用PHOENIX ExoplaneT检索算法（PETRA），并证明结构与我们的模型是一致的，虽然在低压下有点冷。然后，我们讨论了这类辐射褐矮星和低质量的超热彗星之间的异同。最后，我们描述的行为，辐照BD的颜色幅度空间显示的困难，在分类辐照BD使用其他经过测试的方法孤立的对象。
2020-10-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
