Quenching of Carbon Monoxide and Methane in the Atmospheres of Cool Brown Dwarfs and Hot Jupiters
我们探索CO-CH 4淬火动力学在亚恒星物体的大气中使用更新的时间尺度参数，建议由热化学动力学和扩散模型，从热化学平衡制度在深大气层中的淬火化学制度在更高的海拔过渡。更具体地说，我们研究了T矮星Gliese 229 B上的CO猝灭化学和热木星HD 189733 b上的CH 4猝灭化学。我们描述了一种正确计算化学反应的反向速率系数的方法，讨论了模型所示的CO-CH 4相互转化的主要途径，并证明了当使用更新的反应动力学和混合长度尺度假设时，可以使用一个简单的时间尺度方法来准确地描述淬灭物种的行为。正确处理淬火动力学的分子丰度和/或垂直混合率的亚恒星物体的大气中的估计有重要的意义。我们的模型结果表明，显着更高的Kzz值比以前估计的CO淬火附近的Gliese 229 B的水平，而目前的模型数据比较使用CH 4允许HD 189733 b的Kzz值范围很广。我们还使用更新的反应动力学来修改以前的估计木星水丰度，根据所观察到的丰度和一氧化碳的化学行为。一氧化碳的化学/观测约束，以及伽利略进入探测器的数据，表明木星对流层中的水丰度约为0.51- 2.6倍太阳（太阳值为H2O/H2=9.61E-04），假设来自深层大气的垂直混合是对流层CO的唯一来源。
2011-06-17 astro-ph.EP
Measuring Jupiter's water abundance by Juno: the link between interior and formation models
JUNO木星任务计划测量云层以下木星大气中的水丰度。这项测量很重要，因为它可以用来揭示木星的起源和组成的宝贵信息。在本文中，我们讨论了这种测量的重要性，在其解释的挑战，并解决它如何可以连接到木星的内部和形成模型。
2014-04-07 astro-ph.EP
Influence of C/O Ratio on Hot Jupiter Atmospheric Chemistry
我们已经进行了实验室实验，研究热木星大气中的化学成分，C/O比为0.35。我们已经比较了我们的结果与以前获得的大气中的C/O比为1的光化学有机气溶胶的化学和形成的C/O比的影响。我们发现，C/O比和气体混合物的组成强烈影响负责CO2的形成的途径。热化学反应是低C/O比大气中CO2形成的主要原因，而光化学反应是高C/O比大气中的主要过程，即使两种情况下的最终CO2浓度相同。我们的研究结果表明，低C/O气氛中的热化学平衡含有较高的水丰度，而高C/O气氛中的水显着耗尽。然而，在低C/O气氛中，水丰度不受UV光解的影响，而我们以前的工作表明，在高C/O比气氛中可以产生大量的水。水生产的这种对比表明，在解释系外行星过境光谱时，应考虑光化学。最后，我们没有观察到在低C/O大气中形成可检测量的非挥发性光化学气溶胶，与我们以前的研究相反。我们推断，对于C/O比< 1，水可能会抑制有机物的生长和气溶胶的形成，这表明光化学有机气溶胶可能会在行星中观察到，与它们的宿主恒星相比，这些行星呈现出碳富集。
2022-04-14 astro-ph.EP
The water abundance in Jupiter's equatorial zone
氧是木星大气中除氢和氦之外最常见的元素，并且可能是原行星盘中主要的可凝结物（如水冰）。在朱诺号任务之前，伽利略号探测器（Galileo Probe）对木星的水丰度进行了现场测量，该探测器落入了一个气象异常的地点。伽利略探测器的发现是不确定的，因为当探测器死亡时，水的浓度仍在增加。在这里，我们最初报告的水丰度在赤道地区，从0到4度北纬，根据1.25至22 GHz的数据从朱诺微波辐射计探测约0.7至30巴的压力。由于朱诺号发现深层大气层作为纬度的函数是惊人的可变的，因此仍然需要确认赤道丰度是否代表木星的全球水丰度。赤道地区的水丰度被推断为$2.5_{-1.6}^{+2.2}\times10^3$ ppm，或$2.7_{-1.7}^{+2.4}$乘以原太阳氧元素与H的比值（1个$σ$不确定度）。如果反映了全球水资源的丰富程度，结果表明木星形成的星子不太可能是富含水的笼形水合物。
2020-12-18 astro-ph.EP
Understanding the atmospheric properties and chemical composition of the ultra-hot Jupiter HAT-P-7b II. Mapping the effects of gas kinetics
超热蒸发器的大气通常被认为处于热化学平衡。我们的目标是提供不平衡化学地图的化学在HAT-P-7 b的大气中的全球性的理解和评估的重要性，不平衡化学UHJ。我们应用层次建模方法，利用97一维大气剖面从三维GCM的HAT-P-7 b。对于每个一维配置文件，我们评估我们的动力学云形成模型一致的化学平衡中的局部气相组成。然后，我们评估淬火结果从零级近似相比，动力学气相的方法。我们发现，估计淬火点的零级方法与全气体动力学模拟结果吻合得很好。化学不平衡对H、H $_2$ O、CH $_4$、CO $_2$、HCN和所有C $_n$ H $_m$分子的夜侧和早晨丰度影响最大;较重的C $_n$ H $_m$分子受不平衡过程的影响更大。然而，CO丰度仅受到轻微影响。虽然昼侧丰度也发生了显着变化，但HAT-P-7 b的夜间终止者周围的丰度受不平衡过程的影响最小。后一个发现可能部分解释了观测到的UHJ透射光谱与热化学平衡大气的一致性。光化学仅对分子丰度和猝灭水平产生可忽略的影响。一般来说，HAT-P-7 b大气层的淬灭点与较冷的热木星相比压力要低得多。我们提出了几种途径来寻找UHJ的不平衡过程的影响，一般来说，在不同的当地时间的丰度和不透明度测量的基础上。要将其与云的化学效应和原始非太阳丰度的化学效应完全区分开来，仍然是一个挑战。
2020-01-10 astro-ph.EP
Lightning generation in moist convective clouds and constraints on the water abundance in Jupiter
最近的朱诺观测大大扩展了木星闪电探测的时间和空间覆盖范围。我们使用这些数据来约束木星大气中潮湿对流和闪电生成的模型，并推导出大致太阳能丰富的水在水云的基础。朱诺观测到的浅闪电（贝克尔等人，2020，自然，584，55-58），并定义为闪电起源于海拔对应的压力小于2巴，是再现，因为闪电在更深的压力范围，包括那些低于水云基地。据发现，闪电的产生需要氨来稳定液态水在相应的高度低于冰点的温度。我们发现了一系列当地的水丰度，其中闪电是可能的，包括太阳下的水值-与其他深氧丰度的确定一致。
2021-01-29 astro-ph.EP
New Insights on Jupiter's Deep Water Abundance from Disequilibrium Species
木星上大量的水可能会限制行星的形成条件。本文改进了木星深层水丰度的化学约束。涡动扩散系数被用来模拟行星大气中的垂直混合，并基于专门用于湍流旋转对流的实验室研究，我们提出了一个新的巨行星对流层涡动扩散系数的公式。新的配方预测从缓慢的旋转制度（赤道附近）的快速旋转制度（极点附近）的平稳过渡。我们估计的不确定性小于25 $\%$，这是比文献中使用的一个数量级的不确定性好得多的新推导的系数。然后，我们重新评估CO提供的水的约束，使用较新的涡流扩散系数。我们考虑了两个更新的CO动力学模型，一个模型将水富集（相对于太阳）限制在0.1和0.75之间，而另一个将水富集限制在3和11之间。
2014-12-01 astro-ph.EP
Nebular water depletion as the cause of Jupiter's low oxygen abundance
最近的光谱观测表明，一些太阳系外的巨行星的大气是富碳的，即碳/氧比（C/O）$\ge$ 1，我们发现木星的整套成分数据与它是富碳巨行星的假设是一致的。我们表明，木星的形成在寒冷的外层部分的氧耗尽磁盘（C/O $\sim$ 1）复制测得的木星元素丰度至少以及迄今为止的典型模型的木星形成在一个磁盘的太阳组成（C/O = 0.54）。由此产生的O丰度在木星的信封，然后适度丰富的$\sim$ 2 $\times$太阳能（而不是$\sim$ 7 $\times$太阳能）的一个因素，并发现是一致的大气热化学模型预测的值。木星形成于一个具有C/O $\sim$ 1的圆盘中，这意味着水冰在原始星云中雪线之外的几个天文单位中不均匀分布，并且冰微行星中所含的水的比例是它们形成位置和时间的强烈函数。美国宇航局的朱诺号任务将在前往木星的途中测量木星的氧气丰度，这将为我们的预测提供一个直接而严格的测试。
2012-04-17 astro-ph.EP
Early water delivery to terrestrial planet regions during the stages of Jupiter's formation and migration in the Grand Tack model
气体巨星的形成和随后的迁移可能会显著影响太阳系的物质混合。在这项研究中，我们使用N-体模拟来调查有多少水被输送到该地区的类地行星形成在木星的生长和迁移阶段的大塔克模型。我们发现木星的成长伴随着大量的物质输送，大量的水（基于最小质量太阳星云的初始微行星分布，大约是地球海洋质量的10倍）被输送到类地行星区域。在木星的迁移阶段，释放的总量进一步增加（总量约为地球海洋质量的10-40倍），这对模拟参数的依赖性较小。此外，在这些阶段，类地行星还没有完全发育成熟。因此，在这些早期阶段提供的水可以在原行星和/或地球生长的核心形成期间与金属铁相互作用。由于水分子中的氢可以溶解到它们的核心中，这可以解释目前地球核心中观察到的密度不足。值得注意的是，木星可能在解释非碳质（NC）和碳质（CC）陨石之间同位素组成的二分法中扮演着重要的“屏障”角色。这项研究的结果表明，木星的增长需要一些NC和CC材料的混合。
2023-02-01 astro-ph.EP
Nonuniform Water Distribution in Jupiter's Mid Latitudes: Influence of Precipitation and Planetary Rotation
本研究通过高分辨率模拟揭示木星中纬度水文循环，表明降水、随纬度变化的科里奥利力及位涡动力学共同导致水汽非均匀分布，并可推广至快速自转巨行星。
2025-09-30 astro-ph.EP
Migrating Jupiter up to the habitable zone: Earth-like planet formation and water delivery
一些观测工作已经表明，在类太阳恒星周围存在着覆盖着广泛的半长轴的质量为1000的行星。我们的目标是分析周围的行星形成过程的太阳类恒星，主机在中等距离范围从$\sim$ 1 AU到2 AU的一个小行星质量的行星。我们的研究重点是类地行星的形成和演化以及系统宜居带（HZ）的水输送。我们的目标也是分析所产生的系统的长期动态稳定性。一个半解析模型被用来定义一个原行星盘的属性，产生一个银星质量的行星周围的雪线，这是位于$\sim$ 2.7天文单位的太阳质量的恒星。然后，它被用来描述胚胎和星子在气相中的演化，直到形成的100亿质量的行星，我们使用的结果作为初始条件，进行行星吸积的N体模拟。我们的模拟产生了三种不同类型的行星在HZ：“水世界”，与质量之间的2.75 $M_{\oplus}$和3.57 $M_{\oplus}$和水含量的58%和75%的质量，类地行星，质量范围从0.58 $M_{\oplus}$到3.8 $M_{\oplus}$和水含量小于1.2%的质量，和“干世界”，模拟显示没有水。一个相关的结果表明，在HZ中，一颗质量为1000亿美元的行星和一颗类地行星有效共存，其中水的质量百分比与地球相当。此外，我们的研究表明，这些行星系至少在1 Gyr内是动态稳定的。在太阳型恒星周围1.5 au - 2 au处有一颗质量为1000亿的行星的系统具有天体生物学的意义。这些系统很可能在HZ中拥…
2017-08-01 astro-ph.EP
ALMA spectroscopic detection of water vapour in the atmosphere of the giant gas planet Jupiter
1994年7月苏梅克-列维9号彗星在44 $^\circ$ S附近碰撞后，在木星大气中首次探测到痕量物质。大多数这些痕量物质都是用光谱毫米/亚毫米观测探测到的。在木星的大气中，微量气体在大气化学中扮演着重要的角色，包括非均相和均相化学反应、与辐射的相互作用以及相变。利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）首次对木星大气层中水（H $_{2}$ O）的旋转发射线进行了光谱探测，探测频率为$ν$ = 183.310 GHz，分子跃迁J = 3 $_{1,3}$ $-$ 2 $_{2,2}$.水发射谱线的统计柱密度为N（H $_{2}$ O）$\sim$ 4 $\times$ 10 $^{15}$ cm $^{-2}$。在木星平流层发现了H $_{2}$ O的转动发射线，其$\geq$ 3 $σ$具有统计学意义. H $_{2}$ O的柱密度对应于相对于H $_{2}$的丰度分数为f（H $_{2}$ O）$\sim$ 4 $\times$ 10 $^{-9}$。
2021-04-08 astro-ph.EP
The deep composition of Uranus and Neptune from in situ exploration and thermochemical modeling
太阳系遥远的冰巨星天王星和海王星只被旅行者2号一次太空任务访问过。尽管最近取得了一些进展，但目前对其组成的了解仍然非常有限。然而，更好地描述它们的组成对于限制它们的形成和演化至关重要，因为它们的质量中有很大一部分是由重元素组成的，与气体巨星木星和土星相反。像伽利略这样的原位探测器将为我们提供宝贵的直接地面真实成分测量。然而，一些可压缩物将保持在浅探测器的掌握之外。虽然可以从补充轨道器获得额外的约束，但热化学和扩散建模可以进一步帮助我们增加原位探测器的科学回报。
2020-04-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Chemical Constraints on the Oxygen Abundances in Jupiter and Saturn
我们进行了比较分析的化学动力学的CO和$\rm PH_3$在木星和土星，以评估在两个巨大的行星对流层水丰度的全套限制。对于一氧化碳，我们采用了一个广泛使用的CO动力学方案从永等人，和一个新确定的CO化学方案从Visscher和摩西。对于$\rm PH_3$化学方案，我们使用与Visscher和Fegley相同的化学方案。杨的CO化学方案得出木星上的水丰度是太阳丰度的0.95 - 23.0倍，土星的上限是14.0倍。相比之下，维舍尔的化学方案在木星产生了0.24 - 2.6倍太阳丰度的水富集，而土星的水富集上限为8.0。从这个计划，它利用了最先进的最新动力学，我们排除高水富集木星和土星，并表明动力学方法产生木星散装丰度中的C/O值升高相对于太阳能是允许的。我们的结果与最近对伽利略探测器数据的重新解释是一致的，伽利略探测器数据中木星形成于原行星盘的一个缺水部分（Mousis等人）。
2012-06-25 astro-ph.EP
Survival of water ice in Jupiter Trojans
木星特洛伊人似乎是研究和测试太阳系形成和演化模型的关键群体。由于了解特洛伊人的进化可以对我们的行星系的起源带来强大而独特的限制，因此已经进行了重大的观测工作来揭示它们的物理特征。到目前为止收集的数据与特洛伊人具有挥发物丰富的内部（可能是水冰）和挥发物贫乏的表面（细粒硅酸盐）是一致的。由于水冰在位于~5天文单位的物体表面的升华并不稳定，这样的分层似乎与过去的脱气相一致。在这项工作中，我们研究了特洛伊的热历史后，可能过去的脱气形成的尘埃地幔，以限制水冰可以稳定的深度。我们发现，它可能已经生存在地表以下100米，即使特洛伊人轨道接近太阳约10,000年，最新的动力学模型所建议的。在大多数情况下，水冰应该在地表以下10米处被发现，在某些情况下，在极地地区低于10厘米。
2014-01-21 astro-ph.EP
A new convective parameterization applied to Jupiter: implications for water abundance near the $24^\circ$ N region
木星的大气层有各种各样的云，这些云是由化学和大气动力学的相互作用形成的，从深红色的大红斑到高海拔的白色氨云（木星大气层中的明亮带）。在这些高层云层之下，会发生水凝结，并在大量潜热释放的驱动下偶尔导致高耸的对流风暴的形成。这些风暴导致云和大气动力结构在它们形成的纬度上的广泛破坏，使得对这些事件的研究对于理解深度动力学以及水在木星大气中的作用至关重要。在这项工作中，我们使用显式行星混合等熵坐标（EPIC）大气环流模式（GCM）研究木星大气，重点是湿对流风暴的形成从水凝结。我们提出了一个亚网格尺度的湿对流模块来模拟对流水云的形成。我们集中在$24^\circ$ N纬度，高速急流的位置，对流上升已观察到每4-5年。我们发现，潜在的对流，大气的垂直质量和能量通量与水的量密切相关，我们确定的上限的水的量在该地区周围的射流太阳[O/H]比的两倍。
2022-02-28 astro-ph.EP
A Herschel Study of D/H in Water in the Jupiter-Family Comet 45P/Honda-Mrkos-Pajdusakova and Prospects for D/H Measurements with CCAT
我们提出了赫歇尔观测的水同位素在大气中的彗星家族45 P/本田Mrkos Pajdusakova。未检测到HDO排放，D/H比的3 σ上限为2.0 × 10-4。这一数值与赫歇尔早期对彗星族103 P/哈特利2号的测量结果一致。在奥尔特云彗星的样本中，在赫歇尔之前测量的3 × 10-4的正则值可以在4.5 σ水平上排除。这里提出的意见，进一步证实了多样性的D/H比存在于彗星人口，并强调需要额外的测量与未来的地面设施，如CCAT，在后赫歇尔时代。
2013-07-25 astro-ph.EP
Super-adiabatic Temperature Gradient at Jupiter's Equatorial Zone and Implications for the Water Abundance
本研究分析朱诺号对木星赤道带的微波观测，发现其温度结构为超绝热剖面而非传统认为的绝热结构，并据此推算出该区域水丰度约为太阳值的4.9倍，修正了对巨行星大气结构与成分的认知。
2024-03-08 astro-ph.EP
A Passive Probe for Subsurface Oceans and Liquid Water in Jupiter's Icy Moons
我们描述了一种利用木星的十米波射电辐射（DAM）被动探测木星冰卫星中的次表层海洋和液态水的干涉反射计方法。DAM的流量密度超过了木星冰冷卫星附近银河系背景的3,000倍，提供了一个可以用于被动无线电探测的信号。位于冰冷的卫星和木星之间的仪器可以采样DAM发射及其在目标卫星冰层中反射的回波。将直接发射与回波相互关联将提供对冰壳厚度及其介电性质的测量。干涉反射仪提供了一个简单的解决方案，以子木星的无线电探测冰壳，是补充冰穿透雷达测量更适合于测量反木星半球的阴影木星的强大的十米波发射。这种技术的被动性质也可在雷达发射机故障的情况下降低风险。干涉反射计可以用电短天线工作，从而将冰深测量扩展到较低的频率，并可能提供对木星卫星冰壳的更深入观察。
2014-04-07 astro-ph.EP
Quenching-driven equatorial depletion and limb asymmetries in hot Jupiter atmospheres: WASP-96b example
本文通过 WASP-96b 的三维 GCM 模拟，研究热木星大气中金属丰度增加如何移动淬灭层位置并导致 CH₄、NH₃ 和 HCN 赤道耗竭，进而利用晨昏临边不对称性区分不同化学状态的大气。
2024-02-22 astro-ph.EP physics.ao-ph
Observational Consequences of Shallow-water Magnetohydrodynamics on Hot Jupiters
我们使用浅水磁流体动力学（SWMHD）的结果来估计引起大气风变化（因此向西冒险热点）所需的最小磁场强度，用于热彗星（HJ）的数据集，包括HAT-P-7 b，CoRoT-2b，开普勒-76，WASP-12 b和WASP-33 b，在这些数据集上已经观测到了向西的热点。对于HAT-P-7 b和CoRoT-2 b，我们的估计与过去的结果一致;对于开普勒-76 b，我们发现，临界偶极磁场强度，超过该强度，观测到的风的变化可以用磁性来解释，位于$4\mbox{ G}$和$19\mbox{ G}$之间;对于WASP-12 b和WASP-33 b，向西热点可以分别用$1\mbox{ G}$和$2\mbox{ G}$偶极场来解释。此外，为了指导未来的观测任务，我们确定了$61$进一步的HJ，可能会表现出磁驱动的大气风的变化，并预测这些变化很可能在最热的HJ的$\sim 40$。
2021-07-22 astro-ph.EP
A continuum from clear to cloudy hot-Jupiter exoplanets without primordial water depletion
已经发现了数千颗凌日系外行星，但迄今为止，对其大气层的光谱分析主要是少数系外行星和跨越相对较窄波长范围（如1.1至1.7 μm）的数据。最近的研究表明，一些热木星系外行星在其近红外光谱中的水吸收特征比预测的要弱得多。水信号的低幅度可以用非常低的水丰度来解释，这可能是一个迹象，表明水在行星形成位置的原行星盘中耗尽，但目前还不清楚这种耗尽水平是否真的会发生。或者，这些微弱的信号可能是云或薄雾遮蔽的结果，如在某些光谱中发现的那样。在这里，我们报告的结果，从10个热散射覆盖的波长范围0.3-5微米，这使我们能够解决光学散射和红外分子吸收光谱的比较研究。我们的研究结果揭示了一组不同的热彗星，表现出从清晰到多云的连续大气。我们发现，在光学和红外波长测量的行星半径之间的差异是一个有效的度量区分不同的大气类型。这种差异与水的光谱强度有关，因此在大气清晰的行星上可以看到强的水吸收线，而最弱的特征与云和薄雾有关。这一结果有力地表明，原始水在形成过程中耗尽是不可能的，云和霾是较弱的光谱特征的原因。
2015-12-14 astro-ph.EP
Delivery of water and volatiles to the terrestrial planets and the Moon
通过模拟行星影响下的微行星盘的演化，已经表明从木星轨道以外输送到地球的水的质量可以与陆地海洋的质量相媲美。相当一部分的水可能已经被输送到地球的胚胎，当它的质量小于地球的当前质量。当地球胚胎的质量增长到目前地球质量的一半时，输送到胚胎的水的质量可能是从木星和土星的补给区输送到地球的水总量的近30%。陆地海洋的水可能是由几个来源的水混合而成的结果，这些水具有较高和较低的D/H比。从木星轨道外输送到金星的水的质量几乎与地球相同，如果归一化为行星的单位质量。输送到火星的水的单位质量是地球的两到三倍。从木星轨道以外输送到月球的水的质量可能比地球少20倍。
2020-03-22 astro-ph.EP
The majority of hot Jupiters formed beyond the water ice line
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；University College Cork（科克大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；University of Exeter（埃克塞特大学）
研究热木星大气成分能否限制其形成位置，用ChemComp代码模拟，应用于九个系统并与观测比较，发现至少六个系统与在水冰线以外形成一致，大气丰度与轨道参数结合可诊断其形成和迁移历史。
2026-07-17 astro-ph.EP
The Formation of Jupiter, the Jovian Early Bombardment and the Delivery of Water to the Asteroid Belt: The Case of (4) Vesta
小行星（4）灶神星是霍华陨石-真斜陨石-闪长陨石的母体，是太阳系中最早形成的天体之一，主要由挥发性耗尽的物质形成。黎明任务最近提供的证据表明，在过去的4 Ga中，水合物质可能以连续的方式被运送到灶神星，而对eucritic陨石的研究揭示了一些在水和挥发性元素存在下结晶的样品。木星的形成和它的迁移可能发生在eucrites结晶的时期，并引发了一个撞击阶段，导致冰冷的星子穿过小行星带。在这项工作中，我们研究了木星早期轰击期间，在灶神星冰冷的星子通量，并利用流体动力学模拟，他们与小行星碰撞的结果。我们探讨如何迁移的巨大行星将影响水和挥发性物质的小行星的交付，我们讨论我们的结果的背景下，灶神星的地球物理和碰撞演化。特别是，我们认为，最好的观测数据再现，如果大部分的撞击物是由1-2公里宽的星子，如果木星进行了有限的（一小部分的au）位移。
2014-01-29 astro-ph.EP
Generation of equatorial jets by large-scale latent heating on the giant planets
三维数值模拟表明，由水蒸气凝结产生的大尺度潜热加热可以产生类似于气体巨星（木星和土星）和冰巨星（天王星和海王星）的多个纬向喷流。对于合理的水丰度（木星/土星上的3-5倍太阳和天王星/海王星上的30倍太阳），我们的模拟产生了木星和土星的20个纬向喷流，天王星和海王星上的3个纬向喷流，类似于在这些行星上观察到的喷流数量。此外，这些木星/土星的情况下产生赤道超旋转，而天王星/海王星的情况下产生赤道次旋转，与观测到的赤道喷流方向一致.敏感性测试表明，水的丰度，行星自转速率和行星半径都是控制因素，其中水起着最重要的作用;适度的水丰度、大的行星半径和快速的自转速率有利于赤道超自转，而大的水丰度则有利于赤道亚自转，无论行星半径和自转速率如何。考虑到木星和土星相对于天王星和海王星具有更大的半径、更快的自转速率以及可能更低的水丰度，我们的模拟因此为木星和土星上存在赤道超自转以及天王星和海王星上缺乏超自转提供了一种可能的机制。然而，土星可能会带来困难，因为我们的模拟无法解释该行星超旋转喷流的异常高速度（约400米/秒）。在我们的模拟纬向急流表现出适度的违反正压和Charney-Stern稳定性标准。总的来说，我们的模拟虽然是理想化的，但支持这样一种观点，即潜热在产生巨行星上的喷流中起着重要作用。
2009-10-22 astro-ph.EP
Confirmation of water emission in the dayside spectrum of the ultrahot Jupiter WASP-121b
我们提出了四个新的二次日食观测超热木星WASP-121 b获得使用哈勃太空望远镜广角相机3。日食深度的测量精度中位数为60 ppm，横跨1.12-1.64微米波长范围的28个光谱通道。这是一个相当大的改进，我们以前实现了90 ppm的精度为一个单一的日食观测使用相同的观测设置。将这些数据与其他波长下报告的数据相结合，WASP-121 b的黑体光谱在>6 σ置信度下被排除，我们确认了先前检索分析的解释，发现数据最好由昼侧热逆解释。更新后的光谱清晰地分辨出1.3-1.6微米的水发射带，信噪比比以前更高。它也未能重现光谱中1.25微米处的隆起，该隆起来自第一次日食观测，该隆起暂时归因于VO发射。我们得出结论，后者要么是统计波动，要么是第一个日食数据集特有的系统性人为因素。
2020-05-19 astro-ph.EP
A Precise Water Abundance Measurement for the Hot Jupiter WASP-43b
水在行星大气中的丰度为行星的原始起源提供了一个关键的限制，因为水冰预计将在行星形成的核心吸积模型中发挥重要作用。然而，太阳系巨行星的含水量并不为人所知，因为水被隔离在大气层深处的云层中。相比之下，短周期的系外行星具有如此高的温度，以至于它们的大气层中有气相水，这使得测量这些物体的水丰度成为可能。我们提出了一个精确的测定水丰度的大气中的2 $M_\mathrm{Jup}$短周期系外行星WASP-43 b的基础上获得的热发射和透射光谱测量与哈勃太空望远镜。我们发现水的含量与行星温度下太阳组成气体的预期值一致（0.4- 3.5倍太阳能，1 $σ$置信度）。这一结果表明，WASP-43 b大气层的金属丰度扩展了在太阳系中观察到的行星质量较高而金属富集程度较低的趋势。
2014-10-08 astro-ph.EP
Jupiter's Deep Cloud Structure Revealed Using Keck Observations of Spectrally Resolved Line Shapes
技术：我们提出了一种方法来确定木星上2到6巴之间存在显着云不透明度的压力。我们用途：a）在一个区域中的夫琅和费吸收线的强度，以确定反射的阳光与热发射的比率，和b）在4.66微米处的氘代甲烷（CH 3D）的压力加宽的线轮廓，以确定云的位置。我们使用辐射转移模型来约束木星5微米光谱的太阳和热分量的高度区域。结果如下：几乎在木星的所有纬度上，热分量都足够大，即使有上层云存在，也足以限制深云的结构。我们发现，热点，带，高纬度地区有更广泛的线剖面比区。辐射转移模型表明，北赤道带和南赤道带（NEB、SEB）的热点在压力大于2巴时通常没有不透明云。南纬32度的南热带地区（STZ）有一个4到5巴之间的不透明云顶。从热化学模型来看，这一定是水云。我们测量了CH3D的等效宽度随纬度的变化，并与木星的带状结构进行了比较。我们还限制了SEB热点和STZ中的水的垂直剖面。对于P<4.5巴，热点非常干燥，然后遵循伽利略探测器观察到的水分布。STZ在其云顶上方的饱和水剖面在4至5巴之间。
2015-08-19 astro-ph.EP
Confirmation of Water Absorption in the Thermal Emission Spectrum of the Hot Jupiter WASP-77Ab with HST/WFC3
热彗星的二次日食观测可以揭示它们的成分和热结构。先前的观测已经显示了热木星日食光谱的多样性，包括吸收特征，发射特征和无特征的黑体光谱。本文给出了用哈勃太空望远镜（HST）和斯皮策太空望远镜在$1-5$ $μ$ m之间观测到的热木星WASP-77 Ab的二次食谱。HST观测显示出吸水迹象，表明非倒置热结构。我们适合的数据与一维自由检索和网格的一维自洽的前向模型，以确认这种非倒置的结构。自由反演对$\log(n_\mathrm{H_2O})>-4.78$的大气水丰度设置了$3σ$下限，不能约束CO丰度。网格拟合产生了轻微的超恒星金属丰度，并将碳氧比限制在小于或等于太阳值。我们还将我们的数据与Gemini-South/IGRINS光谱仪最近对WASP-77 Ab的高分辨率观测进行了比较，发现我们的观测结果与高分辨率数据的最佳拟合模型一致。然而，来自IGRINS数据的金属丰度显着低于来自我们的自洽模型拟合。我们发现，这种差异可能是由于不平衡的化学，和不同的结果之间的模型在这里应用表明，仅用低分辨率，低波长覆盖数据约束不平衡化学的困难。未来结合IGRINS，HST和JWST的观测工作将改善我们对WASP-77 Ab大气成分的估计。
2022-03-03 astro-ph.EP
The Occurrence of Additional Giant Planets Inside the Water-Ice Line in Systems with Hot Jupiters: Evidence Against High-Eccentricity Migration
轨道周期只有几天的质量为100亿的行星的起源仍然不确定。人们普遍认为，这些行星形成于原行星盘的水冰线附近，随后迁移到更小的轨道上。大多数提出的迁移机制可以归类为磁盘驱动的迁移，或作为一个非常高的偏心率激发潮汐循环。在后一种情况下，这颗注定要成为热木星的巨行星在高度偏心的轨道上度过了数十亿年，其Apastron位于水冰线附近。最后，近星点的潮汐耗散使轨道收缩并形成圆形。如果这是正确的，那么在水冰线内部，热彗星伴随着另一颗巨行星的情况应该是特别罕见的。利用目前用多普勒技术发现的巨行星样本，我们发现P_orb = 10天的热行星< 10 days are no more or less likely to have exterior Jupiter-mass companions than longer-period giant planets with P_orb >。这一结果适用于水冰线近似位置内外的外部同伴。这些结果很难与热木星形成的高偏心率迁移情景相一致。
2016-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Water ice lines and the formation of giant moons around super-Jovian planets
大多数已知质量的系外行星与类太阳恒星的距离都比木星重，这就提出了一个问题，即这些行星是否伴随着可探测的、可能适合居住的卫星。在这里我们模拟了超级类木行星周围的吸积盘，发现可以形成质量与火星相似的巨型卫星。我们的研究结果表明，伽利略卫星是在木星吸积的最后阶段形成的，当时环绕木星的圆盘足够冷。但是，与其他研究相反，我们的假设表明，木星仍然是从环日盘喂养，它的主要卫星不可能在环日星云完全光蒸发后形成。为了抵消由于I型迁移导致的卫星进入行星的稳定损失，我们提出木星和超木星系外行星周围的水冰线充当了卫星的迁移陷阱。然而，在10^4年内的间隙打开期间，热量转换穿过圆盘，这使得它们作为月球陷阱的效率低下。这表明了行星和月球形成的根本区别。我们发现，在超级类木行星周围大约15 - 30木星半径处，可以形成比已知最小的系外行星还要大的冰卫星。它们的大小意味着开普勒和柏拉图太空望远镜以及欧洲极大望远镜都可以探测到。
2015-05-05 astro-ph.EP
Formation of the four terrestrial planets in the Jupiter-Saturn chaotic excitation scenario: fundamental properties and water delivery
Kindai University（近畿大学）；Center for Computational Astrophysics, National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台天体计算物理中心）；Planetary Exploration Research Center, Chiba Institute of Technology（千叶工业大学行星探索研究中心）
研究通过木星-土星混沌激发情景分析，发现四颗类地行星的形成与水输送机制相关，并揭示了地球水含量的来源。
2026-02-19 astro-ph.EP
A Mini-Chemical Scheme with Net Reactions for 3D GCMs II. 3D thermochemical modelling of WASP-39b and HD 189733b
本文将轻量级净反应化学网络mini-chem耦合到Exo-FMS GCM中，对WASP-39b和HD 189733b进行三维热化学建模，发现非平衡化学显著改变光谱特征，表明三维动力学化学结构对热木星大气观测解释至关重要。
2023-02-19 astro-ph.EP
Modeling the disequilibrium species for Jupiter and Saturn: Implications for Juno and Saturn entry probe
不平衡物种以前曾被用来探测巨行星的深水丰度和涡流扩散系数。在本文中，我们提出了一个扩散动力学代码，预测的丰度不平衡物种在对流层的木星和土星更新的热力学和动力学数据。研究了深水丰度和涡动扩散系数对涡动扩散系数的依赖关系。我们量化了来自于使用不同反应网络的CO动力学中的分歧，并确定了C $_2$ H $_6$作为涡流扩散系数的有用示踪剂。首先，我们应用H/P/O反应网络的木星和土星的大气，并提出了一个新的PH $_3$破坏途径。还提出了SiH $_4$和GeH $_4$破坏的新的化学途径，并且由于新的热力学和动力学数据，研究了另一种AsH $_3$破坏途径。这些新模型应该能够增强朱诺号上JIRAM对不平衡物种测量的解释，并允许将限制土星深水丰度的方法与NASA或ESA设想的土星进入探测器区分开来。
2016-04-21 astro-ph.EP
No Thermal Inversion and a Solar Water Abundance for the Hot Jupiter HD209458b from HST WFC3 Emission Spectroscopy
热木星大气层的垂直热结构的性质是过去十年来过境系外行星的特征所提出的关键问题之一。有人声称，许多热木星在红外光球层中表现出温度升高、压力降低的垂直分布，导致分子吸收带反转为发射特征（反转）。然而，这些说法都是基于宽带测光，而不是明确的识别发射功能与光谱，和化学物种，可能会导致热反转吸收恒星辐射在高海拔地区尚未确定，尽管广泛的理论和观测的努力。在这里，我们提出了高精度的HST WFC 3观测的热木星HD 209458 b的昼侧发射光谱;第一个系外行星建议有一个热逆。我们的观察解决了6.2西格玛置信度的吸收水带。当与Spitzer光度法结合时，数据表明在7.7 sigma置信度下，温度随压力在1-0.001 bar范围内单调下降。我们通过探索各种模型假设，包括温度分布参数化，云的存在，和斯皮策数据减少的选择来测试我们的结果的鲁棒性。我们还介绍了一种新的分析方法，“化学检索检索”，以确定元素丰度从光谱检索的混合比与热化学自洽性，并找到合理的丰度与太阳金属丰度（0.06 - 10 x太阳）和碳氧比小于1。这项工作表明，需要高精度的分光光度结果来有力地推断太阳系外行星大气的热结构和成分。
2016-05-27 astro-ph.EP
Rotationally-resolved spectroscopy of Jupiter Trojans (624) Hektor and (911) Agamemnon
我们提出了有史以来第一次旋转分辨光谱调查（624）赫克托尔和（911）阿伽门农，两个最大的木星特洛伊。我们在TNG望远镜（西班牙拉帕尔马）获得的可见光和近红外光谱没有显示出任何异质性的特征或暗示。特别是，我们没有发现任何与水有关的症状。根据补充的光度数据，在23.5 R-mag/arcsec 2以下没有发现彗星活动。我们估计Hektor和Agamemnon的粉尘产生速率上限分别为~30 kg/s和~24 kg/s。我们使用Shkuratov形式主义对我们目标的完整可见光和近红外光谱进行建模，以定义水冰存在的上限，并更一般地限制其表面成分。对于这两个物体，成功的模型包括无定形碳，富含镁的辉石和干酪根，水冰的上限为百分之几。
2017-12-22 astro-ph.EP
A Full-Atmosphere Model of Jupiter
本研究构建了覆盖木星全大气的一维光化学-热化学动力学模型，首次纳入大跨度硫化学过程，验证了主要化学特征并做出多项可观测检验的新预测。
2025-09-04 astro-ph.EP
Detection of Water Vapor in the Thermal Spectrum of the Non-Transiting Hot Jupiter upsilon Andromedae b
上升的仙女座系统是第一个发现的围绕主序星运行的多行星系统。我们描述了探测大气中的水蒸气的最内部的非过境气体巨星ups~和~b的恒星-行星系统作为一个光谱的高分辨率，地基光谱。我们解决了行星的运动信号，并打破了这个非过境行星通过深结合恒星和行星的流量观测质量倾角简并。总共获得了ups~And~系统的7个历元的Keck NIRSPEC $L$波段观测、3个历元的Keck NIRSPEC短波长$K$波段观测和3个历元的Keck NIRSPEC长波长$K$波段观测。我们执行多历元交叉相关的完整数据集与大气模型。我们测量开普勒速度（$K_P$ = 55 $\pm$ 9 km/s），真实质量（$M_b$ = 1.7 $^{+0.33}_{-0.24}$ $M_J$）和轨道倾角\big（$i_b$ = 24 $\pm$ 4 $^{\circ}$ \big）的径向投影，并确定行星的不透明度结构主要是由探测波长的水蒸气。用ups ~And~b的这些轨道要素对ups~And~系统中的行星进行动力学模拟表明，存在稳定的长期（1亿年）轨道配置。这些测量结果将为今后对ups~And~系统的稳定性和演化以及热木星的大气结构和成分的研究提供信息。
2017-07-05 astro-ph.EP
A Measurement of the Water Abundance in the Atmosphere of the Hot Jupiter WASP-43b with High-resolution Cross-correlation Spectroscopy
本研究利用Gemini-S望远镜的IGRINS高分辨率光谱仪观测热木星WASP-43b，探测到水分子并测得其丰度，同时得出碳氧比上限，结果与哈勃和韦伯望远镜的观测一致。
2024-11-26 astro-ph.EP
A Peculiar Family of Jupiter Trojans: the Eurybates
欧律贝忒斯家族是墨涅拉俄斯家族内部的一个紧凑核心，位于木星特洛伊的L4群。Fornasier等人（2007年）发现，这个家族有大量光谱平坦的天体，类似于凯龙星的半人马座和C型主带小行星。根据文献中可用的可见光谱，Eurybates家族的成员似乎是其表面有水/水冰或含水改变材料的良好候选者。为了提高我们对这个特殊家族的表面组成的了解，我们在国家伽利略望远镜（TNG）上进行了一次观测活动，获得了7个成员的近红外光谱。我们的数据显示，令人惊讶的是，没有任何光谱特征与观察到的物体表面存在水、冰或含水蚀变物质有关。模型的表面组成的尝试，证明无定形碳似乎占主导地位的表面组成的观察机构和一定量的硅酸盐（橄榄石）可能存在。
2010-04-23 astro-ph.EP
Shallow-water Magnetohydrodynamics for Westward Hotspots on Hot Jupiters
现在已经推断出两个热彗星（HJ）的西风：HAT-P-7b和CoRoT-2b。这种观测可能是一些物理现象的结果，如云的不对称性，异步旋转或磁场。对于较热的HJs，磁场是一个明显的候选者，尽管实际的机制仍然知之甚少。在这里，我们表明，一个强大的环形磁场导致行星尺度的赤道磁开尔文波的结构剪切，因为它的旅行，导致向西倾斜的涡流，这驱动器从他们的东向流体动力学对应的赤道风逆转。使用我们的简化模型，我们估计，赤道风的HAT-P-7 b将扭转行星偶极子磁场强度$B_{\text{dip},\text{HAT-P-7b}} \gtrsim 6 \, \mathrm{G} $，这一结果是一致的三维磁流体动力学模拟和低于典型的表面偶极子估计膨胀HJ。同样的分析表明，逆转CoRoT-2b风所需的最小偶极子场强为$B_{\text{dip},\text{CoRoT-2b}} \gtrsim 3 \, \mathrm{kG}$，这大大超过了对HJ最大表面偶极子强度的估计。因此，我们得出结论，我们的磁波驱动机制为HAT-P-7b上的风逆转提供了解释;然而，其他物理现象为CoRoT-2b上的风逆转提供了更合理的解释。
2019-02-26 astro-ph.EP
Hubble Space Telescope hot Jupiter Transmission Spectral Survey: detection of water in HAT-P-1b from Wide Field Camera 3 near-infrared spatial scan observations
我们介绍了哈勃太空望远镜的过境热木星HAT-P-1b的近红外透射光谱。我们用宽视场相机3观察到一次凌日，使用G141低分辨率棱镜覆盖波长范围1.087- 1.678 μm。这些时间序列观测是用新的空间扫描模式进行的，该模式将占空比增加了近两倍，从而提高了数据的光度精度。我们在白光曲线中测量到行星与恒星的半径比为Rp/R*=0.11709+/-0.00038，凌日中心位于2456114.345+/-0.000133（JD）。在1.1173 - 1.6549μm光谱范围内，我们在{Δλ}=19.2nm（R~70）的分辨率下，每次曝光的信噪比达到1840（0.061%），提供了接近仪器分辨率极限的探测行星透射光谱所需的精度。我们用单目标和差分光度法计算了透射光谱，结果相似。所得透射光谱显示出与1.4μm水吸收带匹配的高于5 σ水平的显著吸收。在太阳成分模型中，水的吸收对终止点的~1 mbar压力水平很敏感。检测到的吸收同意由1000 K等温模型预测，以及与行星平均温度模型预测。
2013-08-09 astro-ph.EP
High-resolution transmission spectroscopy of warm Jupiters: An ESPRESSO sample with predictions for ANDES
本文利用ESPRESSO光谱仪对六颗温暖木星搜寻水吸收均未探测到，并预测未来ANDES高分辨率光谱仪有望在偏心轨道行星TOI-677 b和TOI-3362b的大气中探测到水、CO和甲烷，表明高偏心率轨道行星为研究较冷大气提供了独特机会。
2024-08-01 astro-ph.EP
The Tropical Atmosphere of Jupiter - Shallow Weather, Deep Plumes, and Vortices
该研究首次结合朱诺号MWR、VLA和HST观测，以氨为示踪剂探测木星天气的深度，发现多数天气局限于云层形成区，同时存在少数深达30巴的特征，揭示了深浅过程对木星大气的塑造作用。
2025-04-14 astro-ph.EP
Preparation for the Solar system observations with Herschel: Simulation of Jupiter observations with PACS
将在赫歇尔空间观测站题为“太阳系中的水和相关化学“的有保证时间的关键项目框架内，对木星上的水存量以及其他重要化学物质进行观测。除其他机载仪器外，PACS（光电探测器阵列照相机和光谱仪）将提供覆盖远红外和亚毫米领域的广大区域光谱图集的新数据，与卡西尼/CIRS（复合红外光谱仪）和ISO（红外空间观测站）以前进行的观测相比，其光谱分辨率有所提高，灵敏度也更高。为了优化观测计划和为数据分析做准备，我们模拟了PACS木星观测的预期光谱。我们的模拟表明，PACS将有希望检测到几个H2O发射谱线。由于PACS能够在空间上分辨木星盘，我们将能够通过探索水的水平分布来辨别巨行星中的外部氧气来源。除了H_2O谱线外，还将观测到对流层CH_4、HD、PH_3和NH_3谱线的吸收谱线。此外，由于仪器的高灵敏度，目前对氯化氢等卤化氢丰度的上限也将得到改善。
2010-06-03 astro-ph.EP
Evidence for Nightside Water Emission Found in Transit of Ultrahot Jupiter WASP-33b
本研究通过高分辨率透射光谱和交叉相关技术，在超热木星WASP-33b凌星期间发现H2O发射信号，表明其夜侧存在温度反转，揭示了比预期更强的热传输。
2024-07-18 astro-ph.EP
Where is the Water? Jupiter-like C/H ratio but strong H$_2$O depletion found on $τ$ Boötis b using SPIRou
今天的气态行星外壳是这些巨行星如何起源和演化的遗迹。因此，测量它们的元素组成为回答有关行星形成的长期问题提供了一个强有力的机会。然而，由于目前天基仪器的同步波长覆盖范围有限，要获得对巨型系外行星元素清单的精确观测限制仍然具有挑战性。在这里，我们提出的非过境热木星$τ$布使用新的宽波长覆盖（0.95 $-$ 2.50 $\,μ$米）和高光谱分辨率（$R=70\,000$）SPIRou摄谱仪的热发射观测。通过结合总共20个小时的SPIRou数据获得超过五个晚上在一个完整的大气检索框架设计的高分辨率数据，我们约束的丰度的所有主要的含氧和含碳分子和恢复非反转的温度结构使用一种新的自由形状，非参数TP配置文件检索方法。我们发现的日志（CO）的体积混合比$\,\,=-2.46_{-0.29}^{+0.25}$和高度枯竭的水丰度小于$0.0072$倍的太阳能成分信封预期值。结合CH $_4$、CO $_2$、HCN、TiO和C $_2$ H $_2$的丰度上限，这导致气相C/H比为5.85 $_{-2.82}^{+4.44}\times\,$太阳能，与木星的值一致，并且即使考虑到可能从气相中分离出来的氧气，包络C/O比也明显大于0.60。结合起来，推断的超太阳的C/H，O/H，和C/O比$τ$布b支持形成的情况下，超出了水雪线在磁盘丰富的CO由于卵石漂移。
2021-07-28 astro-ph.EP
Simultaneous retrieval of orbital phase resolved JWST/MIRI emission spectra of the hot Jupiter WASP-43b: evidence of water, ammonia and carbon monoxide
基于JWST/MIRI观测的热木星WASP-43b四相位发射光谱，采用2D温度模型同时反演大气成分丰度，首次发现氨的显著证据并精确约束了金属丰度与C/O比。
2024-06-05 astro-ph.EP
Discriminating between hazy and clear hot-Jupiter atmospheres with CARMENES
内容：在紫外线和蓝光波段观测到的一些相对较大半径的热烟雾，通常被解释为是由于高空烟雾粒子的瑞利散射。然而，霾的组成及其产生机制尚未完全了解，观测信息仍然有限。目的：我们的目标是通过分析整个红色光学和近红外波长范围内的水蒸气互相关信号的强度，研究在HD 209458 b和HD 189733 b的大气中存在的烟雾与高光谱分辨率光谱。方法：在3.5 m Calar Alto望远镜上用CARMENES摄谱仪观测了两颗行星共7次凌日。他们的多普勒频移信号从大地和恒星的贡献，使用去趋势算法SYSREM解开。随后将残余光谱与0.70-0.96 $μ$ m处的水蒸气模板交叉相关，以测量水蒸气吸收带的强度。结果如下：在HD 209458 b的一次凌日中，在$5.2 σ$处检测到光学水汽带，而在HD 189733 b的四次凌日中没有发现它们的证据。因此，发现HD 209458 b中的光学水带相对于近红外带的相对强度大于HD 189733 b。结论：我们解释的非检测光学水带的透射光谱的HD 189733 b相比，在HD 209458 b的检测，是由于高海拔的薄雾在前一颗行星的存在，这是在很大程度上不存在于后者。这与哈勃太空望远镜先前的测量结果一致。我们表明，目前可用的CARMENES观测热彗星可以用来调查其大气中的烟霞消光的存在。
2020-09-14 astro-ph.EP
Tempests in the Troposphere: Mapping the Impact of Giant Storms on Jupiter's Deep Atmosphere
本研究利用朱诺号微波辐射计2017年的观测及模拟，发现木星风暴会消耗上层大气氨并使其升温、将物质沉降至深层，证实水与氨循环耦合，是木星和土星对流层氨损耗的关键原因。
2025-02-23 astro-ph.EP
A Detection of Water in the Transmission Spectrum of the Hot Jupiter WASP-12b and Implications for its Atmospheric Composition
对系外行星的详细描述已经开始产生对它们的大气特性的测量，这些特性限制了行星的起源和演化。例如，过去对热木星WASP-12 b的昼侧发射光谱的观测表明，它的大气具有很高的碳氧比（C/O $>$ 1），这表明它的形成途径与通常认为的巨行星不同。在这里，我们报告了一个精确的近红外透射光谱的WASP-12 b的基础上，六个过境观测与哈勃太空望远镜/宽视场相机3。我们bin的数据在13分光光度的光变曲线从0.84 - 1.67 $μ$ m和测量的过境深度的中位数精度为51 ppm。我们检索的大气属性使用的透射光谱，并找到强有力的证据吸水（7 $σ$信心）。这一发现标志着第一个高置信度的光谱识别WASP-12 b大气中的分子。检索到的1 $σ$水体积混合比介于$10^{-5}-10^{-2}$（与C/O $>$ 1一致）和2 $σ$之间。然而，我们也引入了一个新的检索参数化，适合的C/O和金属丰度的假设下的化学平衡。通过这种方法，我们在$1\,σ$下将C/O约束为$0.5^{+0.2}_{-0.3}$，并在$>3σ$置信度下排除富碳大气成分（C/O $>1$）。进一步的观测和对行星的全球热结构和动力学的建模将有助于解决我们推断的C/O和以前的约束之间的紧张关系。我们的研究结果强调了通过多种观测技术获得高精度数据的重要性，以便获得对系外行星大气化学和物理的强大约束。
2015-10-17 astro-ph.EP
The Gas Composition and Deep Cloud Structure of Jupiter's Great Red Spot
我们利用莫纳克亚山上的望远镜获得了木星大红斑（GRS）在4.6和5.4微米之间的高分辨率光谱，以推导出气体丰度并将其云结构限制在0.5和5巴之间。我们使用氘代甲烷CH 3D在4.66微米处的谱线轮廓来推断在5+/-1巴下不透明云的存在。从热化学模型来看，这几乎可以肯定是一个水云。我们还使用GRS中的夫琅和费线的强度来获得反射太阳光与热发射的比率。基于在5.32微米处拟合强氨线，反射层的水平被限制在570+/-30毫巴。我们根据气态氨凝结的温度将这一层确定为氨云。我们发现的证据强烈吸收，但不是完全不透明的，云层在压力超过1.3巴，结合卡西尼/CIRS光谱的GRS在7.18微米与地面光谱在5微米。这与NH 4SH云的预测水平一致。我们还限制了水和氨的垂直分布。GRS光谱与5巴不透明水云上方的饱和水剖面相匹配。水云的压力限制了木星的O/H比至少是太阳的1.1倍。氨的摩尔分数在0.7巴和5巴之间的压力下为200+/-50ppm。在反射层的估计压力下，其丰度为40 ppm。我们获得了0.8+/-0.2 ppm的PH 3，比GRS周围的温暖项圈高2倍。我们在大红斑的GeH 4中检测到了所有5种天然存在的锗同位素。我们得到GeH 4的平均值为0.35+/-0.05 ppb。最后，我们在深层大气中测量到0.8+/-0.2 ppb的CO。
2018-08-04 astro-ph.EP
Could the Migration of Jupiter have Accelerated the Atmospheric Evolution of Venus?
在行星可居住性和地球大气演化的研究中，金星和地球表面条件的差异仍然是一个活跃的研究领域。在金星气候历史的内在和外部影响中，有巨大行星迁移引起的轨道变化，这些变化既有可变的入射通量，也有潮汐加热的后果。在这里，我们提出了一项研究的结果，探讨了木星的位置对金星的轨道参数和随后的潜在水损失的情况下的影响。我们的动力学模拟表明，木星迁移的各种情况可能导致金星的轨道偏心率高达0.31。我们量化的偏心率增加的影响，包括潮汐能，表面能通量，和可变的日照通量预计从微弱的年轻太阳。潮汐循环时间尺度的计算表明，一个相对较高的潮汐耗散的因素，需要减少金星的偏心率的现值，这意味着一个高的初始水库存。我们进一步估计了高轨道偏心率对水分损失的影响，并估计由于轨道强迫，与圆形轨道情况相比，水分损失率可能至少增加了$\sim$ 5\%。我们认为，这些离心率的变化，年轻的金星可能加速了金星的大气演变，不可避免的崩溃的大气到失控的温室气体状态。在系外行星系统中存在巨大的行星可能同样会增加金星类似物在这些系统中的预期比例。
2020-08-31 astro-ph.EP
