Spatially resolving the atmosphere of the non-Mira-type AGB star SW Vir in near-infrared molecular and atomic lines with VLTI/AMBER
我们提出了一个近红外光谱干涉观测的非米拉型，半规则渐近巨星分支星SW Vir。我们的目标是探测外层大气的物理性质与空间分辨数据在个别分子和原子线。我们观察到SW Vir的光谱窗口之间的2.28和2.31微米的近红外干涉仪琥珀在ESO的甚大望远镜干涉仪（VLTI）。由于AMBER的高空间分辨率和12000的高光谱分辨率，SW Vir的大气不仅在强CO第一泛音谱线上，而且在H2O，CN，HF，Ti，Fe，Mg和Ca的弱分子和原子谱线上都得到了空间分辨。与MARCS光球模型的比较表明，该恒星似乎比流体静力学模型预测的更大，不仅在CO线，甚至在弱分子和原子线。我们发现，这主要是由于H2O线（但也可能是由于HF和Ti线）起源于扩展的外层大气。虽然H2O线在空间分辨光谱中表现得很少，但在光谱干涉数据中可以识别出来自外大气的单个振转H2O线。我们的模拟表明，在延伸到~2 R星的外层大气中，H2O柱密度为10^{19}-10 ^{120} cm^{-2}。我们的研究表明，非光球层外层大气的影响不仅存在于CO的强第一泛音线，而且在弱的分子和原子线的光谱干涉数据。因此，空间未分辨光谱的分析，例如化学成分的分析，即使谱线看起来很弱，也应该小心进行。
2018-11-14 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
Comment on "Probing the Dark Matter-Electron Interactions via Hydrogen-Atmosphere Pulsating White Dwarfs''
在Phys. Rev. D 98，103023（2018）中，提出了一种新的方案来探测暗物质（DM）粒子和电子之间的相互作用，通过球状星团中的氢-大气脉动白矮星（DAVs）。估计结果表明，该方案有望检验参数空间：$5 \mathrm{GeV} \le m_χ \le 10^{4} \mathrm{GeV}$和$σ_{χ,e} \ge 10^{-40} \mathrm{cm}^{2}$，其中$m_χ$为DM粒子的质量，$σ_{χ,e}$为DM与电子的弹性散射截面，本文给出了可检验DM粒子质量$\sim 1.38 - 1.58 \mathrm{GeV}$的精确下限，它依赖于$σ_{χ,e}$ .这给了我们一个可信的下限，可测试的DM粒子的质量在上述情况下，并提供了一个明确的上限DM粒子的质量，我们应该考虑在未来的研究。
2019-12-28 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Near-infrared spectro-interferometry of Mira variables and comparisons to 1D dynamic model atmospheres and 3D convection simulations
我们共获得了20个近红外K波段光谱干涉快照观测的米拉变量o Cet，R狮子座，R Aqr，X Hya，W Vel，和R Cnc的光谱分辨率约为1500。我们比较了观测到的通量和可见度光谱与CODEX 1D动态模型大气的预测和基于CO5BOLD 3D动态模型大气（包括对流）的方位平均强度。我们的可见度数据证实了存在的空间扩展的分子大气位于以上的连续半径与大规模的不均匀性或团块，贡献了百分之几的总流量。不均匀性或团块的详细结构在3个月及以上的时间尺度上显示出变异性。这两种建模尝试都对我们的数据提供了令人满意的拟合。特别是，它们都是一致的观察到的可见度功能在水汽和CO的分子带的减少，表明空间扩展的分子大气。观测变异性阶段大多与最佳拟合CODEX模型一致，但接近最大值阶段除外，在接近最小值阶段，数据可以更好地描述。从模型拟合得出的Rosseland角直径在基于1D和3D模型的角直径之间以及与早期观察结果之间大致一致。我们推导出的基本参数，包括绝对半径，有效温度，和我们的源的光度。我们的研究结果提供了第一个观测支持的理论结果，在三维CO5BOLD模型的AGB星的对流和脉动引起的冲击大致球形膨胀和类似的性质，在一维CODEX模型的自激脉动。与红超巨星不同的是，脉动和冲击引起的动力学可以使米拉变星的分子大气悬浮到与观测一致的范围。
2016-01-11 astro-ph.SR
Probing the Extent of Vertical Mixing in Brown Dwarf Atmospheres with Disequilibrium Chemistry
许多T型和Y型矮星大气中的垂直混合导致化学不平衡的证据已经被推断为CO和NH $_3$的混合比增强。行星和褐矮星的大气模型通常用垂直涡流扩散系数$K_{\rm zz}$来描述这种垂直混合现象。虽然$K_{\rm zz}$在大气对流区中也许可以用混合长度理论来近似，但在辐射区中，垂直混合的强度在许多数量级上是不确定的。用一个新的网格的自洽一维模型大气从$T_{\rm eff}$的400 - 1000 K，计算与一个新的辐射对流平衡Python代码PICASO 3.0，我们的目标是评估如何分子丰度和相应的光谱可以被用作探针的深度依赖的$K_{\rm zz}$。在一个给定的表面重力，我们发现非单调行为的CO丰度作为$T_{\rm eff}$的函数，化学丰度有时淬火在两个潜在的大气对流区，或淬火在两个可能的辐射区。温度结构和化学猝灭行为也随重力的变化而变化。我们比较我们的模型与可用的近红外和M波段光谱的几个T和Y矮星，并评估其大气垂直混合配置文件。我们还比较了颜色-星等图，并对JWST谱进行了预测。这项工作产生了新的限制，并指出了未来的重大收益，在确定$K_{\rm zz}$，在亚恒星大气中的基本大气参数，化学和云建模的重要影响。
2022-08-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
The impact of intrinsic magnetic field on the absorption signatures of elements probing the upper atmosphere of HD209458b
HD209458 b的大气膨胀的迹象已被观察到与远紫外透射光谱和测量过境吸收亚稳态氦。这些意见解释使用不同程度的复杂性和一致性的流体动力学和蒙特卡罗数值模拟。与此同时，还没有尝试模拟磁化的HD 209458 b的大气逃逸，看看行星磁场如何影响测量的过境吸收线。利用全球三维MHD自洽方法模拟了HD 209458 b膨胀的高层大气与恒星风的相互作用，模拟了观测到的HI（Lya）、OI（1306 A）、CII（1337 A）和HeI（10830 A）的过境吸收特征。结果表明，赤道面Bp = 1 G的行星偶极子磁场显著改变了大气物质外流和吸收的特征。我们还研究了行星磁层在恒星风中的形成，并表明其大小更多地取决于逃逸的大气流，而不是由磁场的强度。模拟结果与观测结果的拟合使得恒星XUV通量和He丰度能够限制在~10 erg cm 2/s（在1 a.u.）和He/H=0.02，以及设置一个上限的偶极子磁场的Bp<0.1 G的行星表面上的赤道。这意味着HD 209458 b的磁偶极矩应该小于木星值的0.06。
2021-12-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
The non-uniform, dynamic atmosphere of Betelgeuse observed at mid-infrared wavelengths
我们提出了在11.15微米波长的红超巨星参宿四的连续表面的干涉研究，使用伯克利红外空间干涉仪在2006年和2010年之间每年获得的数据。这些数据允许一个光学厚层的调查在1.4恒星半径的光球。该层在11.15微米处的光学深度为~1，温度在1900 K和2800 K之间变化，外半径在1.16和1.36恒星半径之间变化。电子-氢原子碰撞对该层的不透明度有显著贡献。该层具有在观测时期之间变化的不均匀强度分布。这些结果表明，大规模的地面对流活动强烈影响的内部大气的动力学参宿四，和质量损失过程。
2011-09-09 astro-ph.IM astro-ph.SR
Three-dimensional hydrodynamical CO5BOLD model atmospheres of red giant stars. IV. Oxygen diagnostics in extremely metal-poor red giants with infrared OH lines
上下文虽然氧是银河系化学演化的重要示踪剂，但对最古老的银河系恒星大气中氧丰度的测量仍然很少，而且相当不精确。在金属丰度尺度的最低端，氧只能在巨星中测量，在大多数情况下，这种测量依赖于一个单一的禁止[O I] 630 nm线，这是非常弱的，经常与大地线混合。虽然位于紫外线和红外线的分子OH线也可用于诊断，但从OH线和[O I] 630 nm线获得的氧丰度通常相差约0.3-0.4 dex。目标。研究了对流对极端贫金属（EMP）红巨星大气中红外（IR）OH线和[O I] 630 nm禁戒线形成的影响。方法.我们使用高分辨率和高信噪比光谱的四个EMP红巨星获得的VLT CRIRES摄谱仪。对于每颗EMP星，使用位于1514-1548和1595-1632 nm光谱范围内的4-14条IR OH振动-旋转线，通过使用标准的1D LTE丰度分析方法来确定氧丰度。然后，我们校正了从每个单独的OH线获得的三维流体动力学效应的1D LTE丰度。结果我们发现对流对[O I] 630 nm谱线的形成影响很小，导致3D-1D丰度修正很小（< -0.01 dex）。相反，红外OH线受对流的影响很大，因此对这些线的丰度修正是显著的，3D-1D ~-0.2D ~-0.3D -0.3dex。这些丰度修正确实使使用IR OH线获得的EMP红巨星的1D LTE氧丰度与从[O I] 630 nm线确定的氧丰度更好地一致。
2015-02-23 astro-ph.SR
Spectroscopy of supergiants with infrared excess: results of 1998-2018
总结了我们第二阶段（1998-2018）的结果，主要是在6米BTA望远镜上进行的用银河系红外源识别的奇特超巨星的详细光谱学。该计划的主要方面是寻找经过AGB阶段和TDU的恒星化学成分的演变变化，以及分析其扩展的，通常不稳定的大气层和包络中运动过程的光谱表现。最有意义的结果是在7颗单颗后AGB星中探测到了s过程元素过剩，证实了这类星的演化理论。在其中三颗恒星中，我们首次发现了s过程重金属向星周包层的喷射。在两颗奇特的超巨星V2324 Cyg和V4334 Sgr的大气中发现了锂过量。大气层和包层运动学状态的研究结果将阐明AGB和后AGB阶段恒星产生并输送到星际介质的物质的平衡。
2019-05-28 astro-ph.SR
Probing progression of heating through the lower flare atmosphere via high-cadence IRIS spectroscopy
针对耀斑低层大气加热过程，利用IRIS高时间分辨率光谱观测C级耀斑，结合辐射流体动力学模拟，发现过渡区与色球谱线峰值延迟现象，揭示电子束和阿尔芬波加热机制的作用，为耀斑能量传输模型提供约束。
2025-04-14 astro-ph.SR
Empirical H- and K-band Limb Darkening for 31 CHARA Stars: A Near-Infrared Benchmark for Stellar-Atmosphere Models
The CHARA Array of Georgia State University（佐治亚州立大学CHARA阵列）；University of Michigan（密歇根大学）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Instituto de Alta Investigación, Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学高等研究院）；European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO)（欧洲南方天文学研究组织（ESO））；Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS（蔚蓝海岸大学、蔚蓝海岸天文台、法国国家科学研究中心）
研究利用CHARA阵列对31颗恒星在H和K波段进行干涉临边昏暗测量，用四种定律拟合数据并与五个恒星大气网格预测比较，测量角直径精度约0.2 - 0.3%，结果为恒星大气模型提供近红外基准。
2026-07-29 astro-ph.SR
Ultracool Dwarfs Observed with the Spitzer Infrared Spectrograph: Equatorial Latitudes in L Dwarf Atmospheres are Cloudier
本研究利用斯皮策太空望远镜中红外光谱发现极冷矮星尘埃云不透明度存在纬度依赖性，赤道纬度比极地云层更多，证实观测几何与红外颜色异常正相关，为褐矮星及亚恒星和行星大气光谱多样性提供了见解。
2023-08-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing the dark matter-electron interactions via hydrogen-atmosphere pulsating white dwarfs
在这项工作中，我们提出了一个新的方案来探测暗物质（DM）粒子和电子之间的相互作用，通过氢-大气脉动白矮星（DAVs）在球状星团。在这种特殊的配置中，DM粒子，这主要是通过与在DAV中的电子的多次散射捕获，将成对湮灭，并提供额外的能量源的DAV。这种机制减缓了自然冷却的发展，这可以通过脉动模式的周期变化率来体现。精确的星震学预测的长期速率与实际观测的长期速率之间的差异可以揭示DM-电子相互作用。提出了一个重要的观测值，并作出了相应的估计。根据估计，如果这种方案能够在不久的将来实现，则对DM粒子的质量（$m_χ$）和DM与电子之间的弹性散射截面（$σ_{χ,e}$）的潜在灵敏度有望扩展到$5 \mathrm{GeV} \lesssim m_χ \lesssim 10^{4} \mathrm{GeV}$和$σ_{χ,e} \gtrsim 10^{-40} \mathrm{cm}^{2}$区域。结合间接DM探测结果，这在一定程度上可以对这种亲轻子DM粒子的存在进行交叉检验。
2018-11-29 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Understanding Exoplanet Atmospheres with UV Observations I: NUV and Blue/Optical
未来十年，系外行星大气分析的重点将是红外波长，计划发射詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）和宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）。然而，如果不将其置于更广泛的波长覆盖范围内，特别是在光学和紫外线方面，红外线观测产生的系外行星大气层图像并不完整。在蓝色光学和近紫外观测中编码的散射信息可以帮助确定在红外中观察到的静音光谱特征是由于朦胧/多云的大气，还是具有较高平均分子量的清晰大气。紫外线观测可以识别系外行星大气层的大气逃逸和质量损失，从而更好地了解系外行星的大气演变，以及来自云层上方的成分信息。在本白皮书中，我们重点介绍了近紫外线系外行星观测的科学案例;由Eric Lopez领导的一份附带白皮书将重点介绍远紫外线的科学案例。
2019-03-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
White Dwarfs In The UKIRT Infrared Deep Sky Survey Data Release 9
我们已经从英国红望远镜（UKIRT）红外深空巡天（UKIDSS）的大区域巡天（LAS）数据发布9中确定了8到10颗新的冷白矮星。该数据集与斯隆数字巡天（SDSS）配对，以获得自行和广泛的ugrizYJHK波长覆盖范围。双子座天文台的光学光谱观测结果证实了我们的八个目标的简并状态。最后的样本包括两个额外的白矮星候选者，没有光谱观测。我们依靠改进的一维模型大气和新的多维模拟CO 5 BOLD审查公布的LAS白矮星样本的恒星参数以及我们的其他发现。大多数新天体拥有非常冷的大气层，有效温度低于5000 K，包括两个纯氢残留物，冷却年龄在8.5 Gyr和9.0 Gyr之间，切向速度在40 km/s < vtan < 60 km/s范围内。它们很可能是10-11 Gyr-old的厚盘天体。此外，我们发现一个解决双退化系统的vtan ~ 155公里/秒和冷却年龄之间的3.0和5.0 Gyr。这些白矮星可能是具有非常高速度的盘的残余物或前晕G星。我们还将LAS样品与早期研究的非常冷的简并物进行了比较，并在5000 < Teff（K）< 6000的范围内观察到氦主导的大气的类似赤字。我们回顾了在低温下从氦为主到富氢大气的光谱演化的可能解释。
2014-05-01 astro-ph.SR
Extreme Ultra-Violet Spectroscopy of the Lower Solar Atmosphere During Solar Flares
太阳光谱的极紫外线部分包含了丰富的诊断工具，用于探测太阳低层大气层对能量注入的反应，特别是在太阳耀斑的脉冲阶段。其中包括温度和密度敏感线比，多普勒频移发射线和非热加宽，丰度测量，差分发射测量剖面，连续温度和能量，等等。在本文中，我将回顾近年来使用这些技术所取得的一些进展，主要集中在研究，利用数据从日出/EIS和SDO/EVE，同时也提供了一些历史背景和总结未来的光谱仪器。
2015-05-29 astro-ph.SR
Infrared Opacities in Dense Atmospheres of Cool White Dwarf Stars
冷白矮星稠密、富含氦的大气层对建模提出了挑战。这是因为这些大气层是由稠密的流体组成的，其中强烈的多原子相互作用决定了它们的物理和化学性质。因此，基于理想气体的吸收描述不再足够，这使得这些大气的不透明度难以建模。这说明了严重的问题，在拟合光谱的冷，氦丰富的恒星。良好的红外（IR）不透明度的描述是必要的适当分配这些恒星的大气参数。利用计算量子化学方法，我们模拟了致密He/H介质的红外吸收。我们发现He原子有明显的红外吸收（He-He-He CIA不透明度），H $_2$ -He碰撞诱导吸收（CIA）有很强的压力畸变。我们讨论了这些结果的含义解释的光谱的冷星。
2016-10-24 astro-ph.SR cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Probing Magnetic Fields in Protoplanetary Disk Atmospheres through Polarized Optical/IR Light Scattered by Aligned Grains
磁场在原行星盘中起着至关重要的作用。圆盘大气中的磁场特别令人感兴趣，因为它们与风发射机制有关。在这项工作中，我们研究了磁盘大气中的磁性排列的晶粒散射光的偏振，专注于从典型的方位角方向，这可能是可检测的近红外偏振仪与仪器，如VLT/SPHERE的偏振方向的偏差。我们表明，一个简单的磁盘模型，极化甚至可以沿径向（而不是方位角）方向，特别是在高度倾斜的磁盘与环形为主的磁场。这种极化反转是由取向晶粒的极化率的各向异性引起的，因此是这种晶粒的指示信号。我们发现，近红外光散射主要是由$μ$ m大小的颗粒或更小的$τ=1$表面和这样的颗粒可以磁性对齐，如果它们包含超顺磁性夹杂物。为了与观测结果进行比较，我们生成了$U_ϕ/I$和$Q_ϕ/I$比率的合成图，该合成图可用于通过负$Q_ϕ$（极化反转）和/或显著水平的$U_ϕ/I$来推断（磁性）对齐晶粒的存在。我们发现，在现有的数据中观察到的两个功能，$U_ϕ$的非对称分布相对于磁盘短轴和空间分布的$U_ϕ$，主要是积极的或消极的，是不兼容的轴对称磁盘中的球形颗粒的散射。它们为定向非球形颗粒的散射提供了间接证据。
2022-07-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Inspecting Cloudy Substellar Atmospheres with JWST MIRI Synthetic Magnitudes from Spitzer Mid-infrared Spectra
Department of Physics, Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生中心物理系）；Department of Astronomy, Columbia University（哥伦比亚大学天文学系）；Department of Astrophysics, American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆天体物理学系）；School of Physics, Trinity College Dublin, The University of Dublin（都柏林三一学院物理学院，都柏林大学）；Department of Physics and Astronomy, Western University（韦仕敦大学物理与天文系）；Institute for Earth and Space Exploration, Western University（韦仕敦大学地球与太空探索研究所）；Department of Physics and Astronomy, Hunter College, City University of New York（纽约市立大学亨特学院物理与天文系）
通过分析中红外色-光度图和色-色图，研究亚恒星天体大气云层特征，利用斯皮策数据生成JWST MIRI滤光片合成光度计，发现F770W和F1000W滤光片能有效区分云层大气，云层大气存在更可能的光谱特征。
2026-04-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Mean opacity tables for probing the interior and atmosphere of giant planets
University of Leiden（莱顿大学）；SRON Netherlands Institute for Space Research（荷兰空间研究所）
本研究提出了适用于巨行星内部和大气的改进型平均不透明度表，包括不含云和含云两种类型，为更精确的大气和内部建模提供支持。
2026-01-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ultracool Dwarfs Observed with the Spitzer Infrared Spectrograph -- III. Dust Grains in Young L Dwarf Atmospheres Are Heavier
本文分析了斯皮策望远镜观测的极冷矮星光谱，发现年轻低重力L型矮星的硅酸盐吸收特征由较大且重的非晶含铁镁辉石颗粒引起，首次提供了极冷大气中尘埃存在重力依赖性沉降的直接光谱证据。
2023-06-01 astro-ph.EP 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
Probing the Physics of the Solar Atmosphere with the Multi-slit Solar Explorer (MUSE): II. Flares and Eruptions
目前最先进的摄谱仪无法分辨太阳耀斑和爆发现象日冕动力学的基本空间（亚弧秒）和时间尺度（小于几十秒）。迄今为止，最高分辨率的日冕数据是基于成像的，这对驱动日冕能量学和动力学的许多过程是盲目的。正如IRIS对低太阳大气层所显示的那样，我们需要同时成像的高分辨率光谱测量来了解主导过程。在本文中：（1）我们引进了多缝太阳探测器（MUSE），这是一个填补观测空白的星载天文台，它提供了高节奏（<20 s）、亚角秒分辨率的光谱光栅，覆盖太阳过渡区和日冕的活动区;（2）利用先进的数值模式，我们证明了MUSE在探索日冕动力学方面的独特诊断能力，以及太阳耀斑和爆发的约束和鉴别模型;（3）我们讨论了MUSE将在解决下一代太阳物理任务（NGSPM）的科学目标方面做出的关键贡献，以及MUSE，高通量EUV太阳望远镜（EUVST）和Daniel K Inouye太阳望远镜（以及其它地面观测站）可以作为NGSPM的分布式实现来操作。这是De Pontieu等人（2021; arXiv：2106.15584）的姊妹论文，重点是用MUSE研究日冕加热。
2021-07-01 astro-ph.IM astro-ph.SR
Infrared absorption of dense helium and its importance in the atmospheres of cool white dwarfs
目的：缺氢的白矮星的特征是非常致密，流体状的大气层，其复杂的物理和化学性质仍然知之甚少。这些大气层的模型的不完整的描述导致严重的问题，这些恒星的光谱和随后的困难，在推导其表面参数的描述。在这里，我们解决的问题，在冷白矮星的大气中的红外（IR）不透明的直接$ab$ $initio$模拟稠密氦的红外吸收。研究方法：我们应用最先进的基于密度泛函理论的量子分子动力学模拟来获得诱导偶极矩的时间演化。红外吸收系数由偶极矩时间自相关函数的傅里叶变换得到。结果如下：我们发现，在高度压缩的氦中，由于三体和三体以上的氦原子同时碰撞，诱导了一个偶极矩。这导致与$\rm ρ_{\rm He}^3$成正比的显著IR吸收，其中$ρ_{\rm He}$是氦的密度。据我们所知，这种吸收机制以前从未被测量或计算过，因此在目前的大气模型中没有考虑到。它应该主导其他碰撞诱导的反射（CIA），产生于$\rm H-He$和$\rm H_2-He$对碰撞，因此形状的红外光谱的氦为主的和纯氦大气冷却白矮星的$\rm He/H>10^4$。结论：我们的工作表明，在冷白矮星的富氦大气（包括纯氦大气）中，存在一种由氦原子间的多次碰撞引起的未知红外吸收机制.这种吸收可能是富氦恒星的近红外和中红外光谱的频率依赖性的原因。
2014-06-18 astro-ph.SR cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Probing potassium in the atmosphere of HD 80606b with tunable filter transit spectrophotometry from the Gran Telescopio Canarias
我们使用10.4米大加那利望远镜（GTC）和OSIRIS可调谐滤波成像仪观测HD 80606。我们获得了非常高的精度，窄带测光在四个带通周围的K I吸收功能在2010年1月过境的HD 80606 b和过境观测期间在2010年1月和4月进行。我们获得了\sim 2.08 e-4的差示光度精度为在769.91-nm处测量的在途通量比，探测K I线核心。我们发现在768.76和769.91 nm的观测之间的过境通量比没有显着差异。然而，我们发现在这些观测与探测K I翼的较长波长（777.36 nm）下的观测之间的差异为\sim 8.09 \pm 2.88 e-4。虽然凌日数据中的红噪声对通量比的不确定性有不可忽略的影响，但凌日期间777.36-769.91 nm的颜色没有显示出红噪声的影响，也表明了显着的颜色变化，平均值为\sim 8.99 \pm 0.62 e-4。这种颜色的巨大变化相当于行星视半径随波长变化\sim 4.2%，远大于大气层高度。这意味着观测探测的大气压力非常低，以及在倾斜光学深度达到\sim 770和777 nm之间的统一的压力的急剧变化。我们假设，过量的吸收可能是由于K I在高速风被驱动从系外行星的外逸层。我们讨论了这种解释和其他解释的可行性，包括恒星边缘变暗，恒星黑子和地球大气层的影响。我们强烈建议对HD 80606 b进行后续观测，以确认这里测量到的信号。最后，…
2011-09-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing the physics of the solar atmosphere with the Multi-slit Solar Explorer (MUSE): I. Coronal Heating
多缝太阳探测器（英语：Multi-slit Solar Explorer，简称MUSE）是美国国家航空航天局（NASA）提出的一项MIDEX任务，目前处于A阶段，由一个多缝EUV摄谱仪（位于171 A、284 A和108 A附近的三个窄光谱带）和一个EUV背景成像仪（位于195 A和304 A附近的两个窄通带）组成。由于其创新的多缝设计，MUSE将以高空间分辨率（<0.5弧秒）和时间分辨率（低至~ 0.5秒）提供前所未有的日冕光谱和成像诊断。通过获得4条明亮的EUV谱线的光谱，（Fe IX 171 A，Fe XV 284 A，Fe XIX-Fe XXI 108 A）同时覆盖了37个狭缝的过渡区和日冕温度，MUSE将首次能够“冻结”（节奏短至10秒）用分光光栅显示动态日冕等离子体在大范围尺度上的演化：从能量释放的空间尺度（~0.5弧秒）到大尺度的经常活跃的区域尺度（170弧秒x170弧秒）的大气响应。我们使用先进的数值模拟来展示MUSE将如何在时空尺度（~0.5 arcsec，~20秒）和大视场上约束太阳大气的属性，在这些大视场上，驱动日冕加热，太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）的物理过程的各种最先进的模型做出了区分和可检验的预测。我们描述了MUSE，单缝，高分辨率Solar-C EUVST摄谱仪和地面观测站（DKIST等）之间的协同作用如何解决太阳大气层的供能问题，以及MUSE由于所…
2021-06-29 astro-ph.IM astro-ph.SR
Planet and star synergy at high spectral resolution. A rationale for the characterisation of exoplanet atmospheres. I. The Infrared
上下文高分辨率的系外行星大气光谱学正在迅速普及，以测量原子和分子物种的存在。虽然这种技术对地球大气层中的污染物吸收具有鲁棒性，但非稳态恒星光谱会产生不可忽略的噪声源，这些噪声可能会改变甚至阻止检测。目标。我们的目标是使用三维恒星模拟直接从观测中去除恒星的特征，并在与行星大气方法模板交叉相关之前。我们计算合成光谱从三维模拟恒星对流，我们把它们与一个分析模型再现正确的几何形状的过境系外行星。我们将该方法应用于HD 189733，并分析其托管系外行星的透射和发射光谱。此外，我们还分析了非凌日系外行星51 Pegasi b的发射光谱。结果我们发现一个显着的改善，在行星的可探测性时，删除恒星光谱与我们的方法。我们表明，该方法优于一个简单的参数化的恒星线轮廓或使用一维恒星模型。这是由于对流的内在处理，这使我们能够正确地再现不对称的谱线，模型中心到边缘的变化和Rossiter-McLaughlin效应。在51飞马座b的情况下，我们成功地确认了以前的试探性探测行星的K波段光谱由于改进抑制恒星残差。未来的高分辨率观测将受益于与恒星光谱学的协同作用，并可用于测试恒星大气中物理过程的正确建模。我们强调了建模技术和不透明度来源的知识的关键改进，以将这项工作扩展到较短的波长和较晚类型的恒星。
2019-09-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing red-supergiant atmospheres and winds with early-time high-cadence high-resolution type II supernova spectra
本研究利用辐射流体动力学和辐射转移方法，结合早期高时间分辨率高空间分辨率II型超新星光谱，探测被不同星周物质包裹的红超巨星前身星大气与星风特性，揭示激波突破阶段辐射加速对窄线展宽的影响及观测策略。
2024-10-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Probing Dust and PAH Chemistry in Evolved Carbon-Rich Nebulae through Optical and Infrared Observations
本研究通过光学与红外观测，分析五个富碳后AGB/行星状星云天体的AIB特征，发现其光谱差异源于星周物质化学与物理条件变化，并揭示AFGL 2132的独特PAH环境，强调星周环境的复杂性。
2025-08-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Remote sensing of exoplanetary atmospheres with ground-based high-resolution near-infrared spectroscopy
由于现代仪器的进步，我们已经了解了许多质量和成分范围很广的系外行星。研究它们的大气层可以深入了解行星的起源、演化、动力学和可居住性。目前和未来的观测设施将通过使用更精确的观测、高分辨率光谱学和改进的分析方法来详细解决这些重要问题。我们研究了在近红外波段从预期的系外行星光谱中反演垂直温度分布和分子数密度的可行性。我们使用的测试情况下的CRIRES+，仪器在甚大望远镜，将在近红外1和5微米之间的分辨率R=100000和R=50000。我们还确定了最佳的波长覆盖范围和观测策略，以提高检索的准确性。利用热木星HD~ 189733 b的模拟辐射观测资料，利用最优估计方法反演了大气参数。辐射转移前向模型使用tauREx软件包的公共版本进行计算。我们的模拟表明，我们可以检索准确的温度分布在一个非常宽的范围内的大气压之间的1巴和$10^{-6}$酒吧取决于所选择的光谱区域。检索分子混合比非常具有挑战性，但在1.6微米和2.3微米左右的两个独立红外区域同时观测有助于获得准确的估计;系外行星光谱必须具有相对较高的信噪比S/N>10，而温度已经可以用我们在本研究中考虑的最低值（S/N=5）准确地推导出来。
2019-08-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Cloud Atlas: Hubble Space Telescope Near-Infrared Spectral Library of Brown Dwarfs, Planetary-mass companions, and hot Jupiters
贝叶斯大气反演工具可以对棕矮星和热矮星大气的性质进行约束。为了充分利用这些方法，具有充分理解的不确定性的高信噪比光谱库是必不可少的。我们提出了一个高信噪比（1.10-1.69微米）的76个棕矮星和热彗星的热发射光谱库。我们所有的光谱都是用哈勃太空望远镜的广角相机3号仪器和它的G141棱镜获得的。这些天体的近红外光谱类型从L4到Y1不等。我们的八个目标估计质量低于氘燃烧极限。我们分析了数据库，以确定特殊的对象和/或多个系统，得出的结论是，这个样本包括两个非常低的表面重力对象和五个中等表面重力对象。此外，旨在寻找复合大气褐矮星的光谱指数表明，我们样本中的八个物体是拥有这种大气的强有力的候选者。这些天体都不是过亮的，因此它们的复合大气层不太可能是由伴星引起的人造物。八个确认的候选者中有五个被报道为光度可变的，这表明复合大气指数在识别具有强烈异质云层覆盖的棕矮星方面是有用的。我们在近红外色星等图中比较了热矮星和棕矮星。我们确认，在我们的样本中，最冷的热彗星的光谱类似于中L型矮星，和最热的热彗星的光谱类似于M型矮星。我们的样本提供了一个广泛的超冷大气的统一数据集，允许大规模的比较研究，并提供了一个HST的传统光谱库。
2018-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing the Heights and Depths of Y Dwarf Atmospheres: A Retrieval Analysis of the JWST Spectral Energy Distribution of WISE J035934.06$-$540154.6
利用JWST宽波长红外光谱对Y0型褐矮星WISE J0359-54进行大气反演，将主要气体丰度与热剖面精度分别提升3-5倍和一个数量级，并结合化学模型揭示其深层大气存在强烈垂直混合，展示了JWST表征冷褐矮星大气的能力。
2024-06-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing the possibility of hotspots on the central neutron star in HESS J1731-347
位于超新星遗迹Cas A和HESS J1731-347中心的中子星的X射线能谱与碳大气模型符合得很好。这些拟合产生了可信的中子星大小的已知或估计的距离，这些超新星遗迹。支持中子星表面存在纯碳包层的证据是相当间接的，并且基于整个恒星表面均匀产生发射的假设。虽然这一假设是支持的脉动的情况下，观测上限的脉动部分是不是很严格。在试图量化这一证据，我们调查的可能性，观察到的光谱的中子星在HESS J1731-347是一个组合的光谱产生的氢气氛中的热点和冷却器的剩余部分的中子星表面。在这种情况下，脉动的缺乏必须通过中子星自旋轴和视线之间足够小的角度来解释，或者通过热点和中子星旋转极之间足够小的角距离来解释。由于观测到的来自非均匀发射中子星的通量依赖于从大气中出射的辐射的角分布，我们计算了两个新的网格的纯碳和纯氢大气模型谱计及康普顿散射。使用新的氢模型，我们已经评估了概率的几何形状，导致低于所观察到的上限约为8.2%的脉冲分数。因此，这种几何形状似乎不太可能，但在现阶段不能排除。
2017-01-23 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
The $\texttt{MSG}$ model for cloudy substellar atmospheres: A grid of self-consistent substellar atmosphere models with microphysical cloud formation
本研究提出 MSG 模型，耦合 MARCS 与 DRIFT 构建自洽亚恒星大气网格，旨在重现约 10 微米硅酸盐云吸收特征，但未能成功，并探讨了改进方向。
2025-01-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing the dusty stellar populations of the Local Volume Galaxies with JWST/MIRI
詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）的中红外仪器（MIRI）将彻底改变我们对本地体积中红外恒星星族的理解。利用对麦哲伦星云中1000多个天体进行的SAGE光谱巡天所获得的丰富的{ \em Spitzer}-IRS光谱数据集和光谱分类，（{ \sc克}）和Robitaille等人（2006年）的YSO模型网格，我们计算了在MIRI宽带滤波器中显著红外恒星星族的预期通量密度和颜色。我们使用这些流量来探索的{ \em JWST}/MIRI的颜色和星等的本地体积星系的复合恒星星族的研究。MIRI颜色分类方案，这些图表提供了一个强大的手段，确定年轻的恒星物体，演变的恒星和河外背景星系在本地体积星系的高度置信度。最后，我们研究哪些过滤器组合是最好的选择人口的来源的基础上，他们的JWST颜色。
2017-03-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
AKARI Observations of Brown Dwarfs. IV. Effect of Elemental Abundances to Near-Infrared Spectra between 1.0 and 5.0 μm
AKARI对棕矮星4.2 μm处CO_2吸收带的探测，为探讨棕矮星大气中CO_2分子丰度提供了可能。在我们以前的研究中，我们发现了三颗褐矮星的4.2 μ mCO_2吸收带的过量，并认为这些偏离是由大气中高的C和O元素丰度引起的。为了验证这一假说，我们建立了一组具有不同元素丰度模式的棕矮星大气模型，并研究了分子组成、热结构的变化及其对1.0 ~ 5.0 μm近红外光谱的影响。AKARI观测到的某些L-T矮星的4.2 μ mCO_2吸收带比相应的太阳丰度模型预测的强或弱。通过比较模型光谱中的CO_2带和观测到的近红外光谱，我们确认了棕矮星之间可能存在的元素丰度变化。我们发现，带强度是特别敏感的O丰度，但C也需要再现整个近红外光谱。这一结果表明，棕矮星的碳和氧丰度应该同时增加和减少。我们发现，光谱中较弱的CO_2吸收带也可以用低C和O丰度的模型来解释。
2014-07-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Optical and infrared study of the obscured B[e] supergiant high-mass X-ray binary IGR J16318-4848
超巨星高质量X射线双星IGR J 16318 -4848是INTEGRAL卫星在2003年探测到的第一个源，它以其高的内在吸收和B[e]现象而闻名。它是研究双星相互作用和超巨星B[e]星环境的理想候选者。本研究针对IGR J16318-4848的局部性质。我们的目标是澄清这个系统的几何形状，并区分不同的关键发射区的二进制。我们提供光学近红外光谱从VLT/X-Shooter和分析精细结构的线和宽带光谱能量分布，通过添加档案中红外斯皮策和赫歇尔数据。我们还进行了恒星大气和风建模的光学近红外光谱使用PoWR代码。我们确定的贡献的尘埃circumbinary磁盘的照射内边缘，推导出赤道恒星风的速度，并建议紧凑的对象轨道内的恒星和磁盘之间的空腔。我们报告平顶线源于一个球对称的磁盘风，随着第一次检测到什么可能是极分量的恒星风。恒星大气和风的模型显示，中央恒星可能有一个氦增强的大气层，可能是因为它的强烈的风脱落了它的氢外壳的一部分。最后，我们比较了IGR J16318-4848与类似来源CI Cameleopardis的性质。
2020-04-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
