The Influence of Host Star Spectral Type on Ultra-Hot Jupiter Atmospheres
超热类星体是最高辐射的气体巨行星，平衡温度从2000到4000 K。超热彗星由于其高温、膨胀半径和短周期而易于表征，但它们的大气层对于行星来说是非典型的，因为光球层拥有相对于分子的大浓度原子和离子。在这里，我们评估这些行星的大气层如何响应不同的光谱型的恒星照射。我们发现，超热彗星表现出的温度反演，是敏感的主机恒星的光谱型。由于在短波长和低压下吸收增强，反演的斜率和温度范围都随着宿主星有效温度的增加而增加。与较冷恒星周围的类似行星相比，热恒星周围的超热彗星中陡峭的温度反转导致了更高的热解离和电离。H $^{-}$不透明度的增加导致具有减弱吸收特征的渡越光谱。然而，发射光谱在亮温上表现出很大的对比度，这是一个可以用二次日食观测和高色散光谱学检测到的特征。我们还发现，恒星大气中局部热力学平衡的偏离会影响行星上层大气中原子金属所引起的加热程度。此外，我们还进一步量化了超热木星大气中不同不透明度源加热的重要性。
2019-03-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Optical Transmission Spectra of Hot-Jupiters: Effects of Scattering
通过求解具有非零散射项的多次散射辐射转移方程，而不是用Beer-Bouguer-Lambert定律来计算透射恒星强度的变化，我们提出了一种新的热中子星透射光谱网格。由于散射引起的漫反射和透射增加了透射的恒星通量，导致透射深度减小。因此，我们表明，散射起着双重作用，在确定的光学透射光谱-增加介质的总光学深度和添加由于散射的散射到所传输的恒星辐射的漫射辐射。由此产生的影响导致透射通量增加，从而导致透射深度减小。对于一个无云的行星大气，瑞利散射散射的透射深度的变化高达约0.6微米，但在整个光学和近红外区域的传输深度的变化是显着的，由于云或雾的前向散射。然而，在波长长于约1.2 $μ$ m时，散射变得可忽略，因此透射光谱与在不求解辐射转移方程的情况下计算的透射光谱相匹配。我们比较我们的模型光谱与现有的理论模型，发现在波长小于一微米的显着差异。我们还比较了我们的模型与观测数据的几个热点，这可能有助于构建更好的检索模型在未来。
2019-12-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
From thermal dissociation to condensation in the atmospheres of ultra hot Jupiters: WASP-121b in context
一种新的系外行星已经出现：超热类地行星，最热的近距离气体巨星。它们中的大多数在HST/WFC 3探测的$1.1-1.7μm$带通中具有比预期弱的光谱特征，但在斯皮策探测的较长波长处具有较强的光谱特征。这使得以前的作者对这些行星的热结构和化学丰度做出了令人困惑的结论。利用WASP/MITgcm，我们研究了热离解、电离、H $^-$不透明度和云是如何塑造超高温超导体的热结构和光谱特性的，特别关注WASP-121 b。我们扩大我们的研究结果，以整个人口的超热embryiters通过分析量化的热解离及其对光谱特征的强度的影响。我们预测，大多数分子是热解离和碱离子在超高温光球的昼侧光球。这包括H $_{\rm 2}$ O、TiO、VO和H $_{\rm 2}$，但不包括CO，后者具有更强的分子键。由解离产生的垂直分子梯度显著减弱了来自水的光谱特征，而$4.5μm$ CO特征保持不变。H $^-$连续不透明度进一步削弱了HST/WFC 3带通中的水带。预计分子在到达临边之前会重新组合，导致临边和向阳面之间的化学成分和云覆盖量的数量级变化。总体而言，分子解离提供了对在大多数超热蒸发器中观察到的$1-2μm$带通中缺乏水的强光谱特征的定性理解。然而，定量地，我们的模型没有提供一个令人满意的匹配WASP-121 b发射光谱。与WASP-33 b和Kepler-33 Ab一起，它们似乎是需要更彻底了解…
2018-08-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Three-dimensional modelling of absorption by various species for hot Jupiter HD 209458b
HD 209458 b观测到的恒星辐射在OI和CII共振线中的吸收还没有令人满意的模型。在我们以前的二维模拟中，我们已经表明HD 209458 b的上层大气被XUV辐射加热后，以氢为主的物质发生了超声波膨胀，超过了洛希瓣，并将较重的物质拖到了洛希瓣外。假设太阳丰度为10000000，在潮汐力的作用下，OI和CII粒子被加速到50 km/s的速度，由于多普勒共振机制，它们应该产生6- 10%的吸收。与观察结果一致。由于2D几何形状没有考虑行星参考系中的科里奥利力，因此仍然存在这样的问题：逃逸行星物质的螺旋运动及其实际达到的速度在多大程度上会影响基于2D建模得出的结论。在本文中，我们申请的第一次在研究HD209458 b的全球三维流体动力学多流体模型，自洽地描述了逃逸行星风的形成和膨胀，受潮汐力和科里奥利力的影响，以及周围的恒星风。模拟结果证实了我们以前的研究结果，即行星流的速度和密度足够高，以产生在HI，OI和CII共振线的吸收接近在途观测值的水平。新的发现是，在镁II和硅III线测量的吸收匹配需要至少10倍的丰度比这些元素的太阳系的值。
2020-02-04 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Stellar impact on disequilibrium chemistry and on observed spectra of hot Jupiter atmospheres
在这项工作中，我们研究的中性物种的混合比配置文件和模拟光谱的热木星系外行星的轨道恒星的不同光谱型的不平衡过程的效果。我们还解决了恒星活动的影响，应该在不同程度上存在于所有恒星的对流信封。我们使用VULCAN化学动力学程序计算物种数密度。用HELIOS程序计算了大气的温压分布。我们还利用了$τ$ -ReX正演模型来预测行星在主日食和次日食中的光谱。为了解释恒星的活动，我们利用虚拟行星实验室（VPL）观测到的太阳XUV光谱作为活跃的类太阳恒星的代理。我们发现大的变化，大多数化学物种的混合比在行星轨道A型恒星辐射强XUV通量诱导一个非常有效的光解。对于某些物种来说，这些变化可以传播到行星大气的很深处，达到1巴左右的压力。为了观察不平衡化学，我们倾向于Teq=1000 K的热超导体和Teq=3000$ K的超热超导体，它们的大气中也有温度反转。另一方面，不平衡计算预测，在光谱中的行星与中间温度的变化不大。我们还表明，类似于现代太阳的恒星活动驱动大气物种的混合比剖面的重要变化。然而，这些变化发生在非常高的大气高度，因此不会影响预测的光谱。我们估计，在未来具有红外光谱能力的任务中，可以鲁棒地检测和研究围绕附近明亮恒星运行的行星中不平衡化学的影响，例如，JWST和ARIEL。
2020-05-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
How fast do Jupiters grow? Signatures of the snowline and growth rate in the distribution of gas giant planets
我们在这里提出的观测证据表明，雪线在气体巨行星的形成和演化中起着重要的作用。当考虑人口观察到的系外行星，我们发现在质量半长轴空间的边界，这表明行星优先发现超越雪线之前，进行间隙开放向内迁移和相关的气体吸积。这与理论模型相一致，该模型表明不透明度的突然变化（如雪线处发生的变化）可以影响核心迁移。此外，人口合成模型表明，这一边界意味着气体巨行星吸积了约70%的向内流动的气体，允许约30%的气体通过内部圆盘。这是定性一致的过渡盘的意见，建议存在的内部孔，尽管有正在进行的气体吸积。
2012-09-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
The GAPS programme at TNG. XLV. HI Balmer lines transmission spectroscopy and NLTE atmospheric modelling of the ultra-hot Jupiter KELT-20b/MASCARA-2b
本研究通过HARPS-N观测提取超热木星KELT-20b/MASCARA-2b的HI巴耳末线透射光谱，结合Cloudy等代码的NLTE大气建模，验证了NLTE效应对该行星大气温度结构与光谱的显著影响，且其作用强于更热的KELT-9b。
2023-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Coralie radial-velocity search for companions around evolved stars (CASCADES) III. A new Jupiter host-star: in-depth analysis of HD 29399 using TESS data
上下文增加探测到的系外行星的数量远非轶事，特别是对于需要长时间观测的长周期行星。更多的探测意味着更好地了解系外行星种群的统计特性，对其宿主恒星的详细建模也有助于深入讨论恒星-行星相互作用和行星系的轨道演变。目标。在发现一个新的行星系的背景下，我们的目标是通过径向速度测量，主恒星的地震特征和系统的轨道演化建模，对HD 29399及其伴星进行全面的研究。方法. HD 29399的高分辨率光谱是由安装在拉西拉天文台（智利）1.2米瑞士望远镜上的CORALIE摄谱仪获得的，作为CASCADES调查的一部分。我们使用的时刻的交叉关联函数的配置文件，以及光度变化的恒星作为诊断，以区分恒星和行星引起的信号。为了模拟主星，我们结合了全球和局部最小化方法和反演技术的正演模拟。我们还研究了系统在动力潮汐和平衡潮汐作用下的轨道历史。结果我们提出了一个长周期巨行星的检测。将这些测量与TESS的光度观测相结合，我们能够彻底模拟宿主恒星并研究系统的轨道演化。我们推导出恒星和行星的质量分别为$1.17 \pm 0.10~ M_{\odot}$和$1.59 \pm 0.08 ~M_{Jup}$，年龄为6.2 Gyr。我们表明，无论是动力学或平衡潮汐已经能够影响地球的轨道演变。此外，没有吞没的系统的未来演变的预测。
2022-01-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for TiO in the atmosphere of the hot Jupiter HAT-P-65 b
我们提出的低分辨率透射光谱的蓬松热木星HAT-P-65 b（0.53 M $_\mathrm{Jup}$，1.89 R $_\mathrm{Jup}$，$T_\mathrm{eq}=1930$ K），基于两个凌日使用OSIRIS摄谱仪上观察到的10.4米大望远镜CANARIAS（GTC）。两个夜晚的透射光谱是一致的，覆盖517- 938 nm的波长范围，主要由5 nm的光谱箱组成。我们进行平衡化学光谱反演分析的联合拟合的透射光谱，并获得了平衡温度为$1645^{+255}_{-244}$ K和$36^{+23}_{-17}$ %的云覆盖率，揭示了一个相对清晰的行星大气。基于自由化学检索，我们报告有力的证据TiO。在每一个晚上额外的个人分析显示弱到中度的证据TiO在两个晚上，但中度的证据Na或VO只有在一个晚上。未来的高分辨率多普勒光谱以及发射观测将有助于确认TiO的存在，并限制其在塑造HAT-P-65 b大气垂直热结构中的作用。
2021-04-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Can gap-edge illumination excite spirals in protoplanetary disks? Three-temperature radiation hydrodynamics and NIR image modelling
本文通过三温度辐射流体力学模拟与近红外图像建模，发现中等质量行星可通过恒星辐射与间隙边缘不对称性相互作用间接激发比传统 Lindblad 旋臂更显著的盘旋臂结构。
2024-08-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
HST hot Jupiter Transmission Spectral Survey: A detection of Na and strong optical absorption in HAT-P-1b
我们提出了一个热木星HAT-P-1b的光学近红外透射光谱，基于HST的观测，覆盖光谱区从0.29到1.027μm的STIS，这是最近的WFC 3凌日（1.087至1.687μm）。我们推导出精确的物理参数的HAT-P-1系统，包括改进的轨道星历。透射光谱在0.55μm处有很强的吸收，在近紫外区有很强的蓝向吸收。我们在3.3σ显著性水平上检测到大气钠吸收，但没有发现钾特征的证据。红色数据意味着在波长大于~0.85μm时，光谱略微平坦，并具有试探性吸收增强。STIS和WFC 3光谱在绝对半径水平（4.3 +/- 1.6压力标度高度）上有显著差异，这意味着HAT-P-1b大气中有很强的光学吸收。光学到近红外的差异不能用恒星活动来解释，因为对G 0 V HAT-P-1b主星及其相同伴星的同步恒星活动监测显示，没有可以解释这一结果的显著活动。我们将完整的STIS和WFC 3透射光谱与理论大气模型（包括霾、钠和额外的光学吸收体）进行了比较。我们发现，光学吸收体和超太阳钠水丰度比可能是解释HAT-P-1b观测的一个因素。我们的研究结果表明，强光学吸收可能是一些热木星系外行星的主要大气特征。
2013-09-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamically coupled kinetic chemistry in brown dwarf atmospheres -- II. Cloud and chemistry connections in directly imaged sub-Jupiter exoplanets
本研究利用三维Exo-FMS通用环流模型耦合动力学化学、云形成和光谱辐射传输方案，模拟直接成像亚木星系外行星，揭示了云和化学对大气温度结构的复杂反馈，并生成时间相关光谱以研究大气变化性。
2024-02-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Fractal Aggregate Aerosols in the Virga Cloud Code II: Exploring the Effects of Key Cloud Parameters in Warm Neptune, Hot Jupiter and Brown Dwarf Atmospheres
School of Physics, HH Wills Physics Laboratory（物理学院，HH威尔斯物理实验室）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；University of Arizona（亚利桑那大学）
研究探讨了不同云参数对温暖海王星、热木星和棕矮星大气光谱的影响，揭示了粒子形态对传输和发射光谱的关键作用。
2025-12-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chemical consequences of the C/O ratio on hot Jupiters: Examples from WASP-12b,CoRoT-2b, XO-1b, and HD 189733b
最近的光谱证据富碳大气中的一些过境系外行星的动机，我们调查的C/O比的化学，成分和光谱的太阳系外巨行星的热化学平衡的角度来看，并从考虑不平衡过程，如光化学和运输引起的淬火的影响。我们发现，虽然CO被预测为所有C/O比的热蒸发器上的主要大气成分，但当C/O < 1时，其他含氧分子如H2O和CO2的丰度要高得多，而当C/O > 1时，CH 4，HCN和C2 H2的丰度显著增加。不平衡过程倾向于在很宽的C/O比范围内提高CH 4、NH3、HCN和C2 H2的丰度。通过与斯皮策空间望远镜观测到的二次食光度数据的比较，我们得出结论：（1）C/O ~ 1的不平衡模型与WASP-12 b、XO-1b和CoRoT-2b的光谱一致，证实了这些行星可能具有富碳的性质;（2）HD 189733 b的光谱与C/O ~< 1一致，但是当假定的金属丰度增加到太阳能以上时，所需的C/O比必须增加到1以防止太多的H2O吸收，（3）像HCN的物质可以对3.6和8.0 μ m斯皮策通道中的光谱行为具有显著影响，当C/O > 1时，潜在地提供比CH 4更大的不透明度，（4）从近红外观测中推断的HD 189733 b的非常高的CO2丰度不能通过H2占主导地位的大气中的平衡或不平衡化学来解释。我们讨论了可能的形成机制，富碳热超导体。C/O比和大气金属丰度为巨行星的形成和演化提供了重要线索。
2012-11-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Colour-colour and colour-magnitude diagrams for Hot Jupiters
我们使用地面和空间为基础的日食测量的近红外（$JHK\!s$）波段和斯皮策3.6 $μ$ m和4.5 $μ$ m波段，以构建颜色和颜色的星等图热彗星。我们比较的结果与以前的观测亚恒星的对象，发现热彗星，当校正其膨胀半径，位于附近的黑体线和相同的区域的颜色星等图的棕矮星，包括低重力矮星，以前已建议作为系外行星类似物。我们使用理论发射光谱来研究不同金属丰度、C/O比和温度对红外颜色的影响。总的来说，我们发现，虽然C/O比和金属丰度的差异确实对应于这些图上的不同位置，但测量误差太大，无法使用这种方法对单个物体的组成进行严格的限制。然而，作为一类热木星，它聚集在太阳金属丰度和C/O比预期的位置周围。
2020-04-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
HST/STIS transmission spectrum of the ultra-hot Jupiter WASP-76 b confirms the presence of sodium in its atmosphere
我们提出了一个大气透射光谱的超热木星WASP-76 b通过分析档案数据获得的空间望远镜成像光谱仪（STIS）上的哈勃太空望远镜（HST）。该数据集跨越三个凌日，两个波长覆盖范围在2900和5700阿姆斯特朗之间，第三个在5250和10300阿姆斯特朗之间。从一维，时间依赖性光谱，我们构建了白色和彩色光曲线，后者具有典型的集成带宽约200阿姆斯特朗。考虑到WASP-76的伴星，我们计算了与波长相关的行星-恒星半径比。由此产生的WASP-76 b的透射光谱主要是由一个光谱斜率的增加不透明度对较短的波长的振幅约三个标度高度的假设下，行星平衡温度。如果斜率是由瑞利散射引起的，我们导出了~870 K的温度下限。在先前从高分辨率光谱中检测到原子钠的基础上，我们使用以钠为中心的较窄波段重新分析了HST数据。从大气检索的透射光谱，我们报告的证据，钠在2.9西格玛的意义。在这种情况下，大气顶部（10-5 bar）的检索温度为2300 + 412 - 392 K。我们还发现了氢化钛的边缘证据。然而，需要更多的高分辨率地面数据来证实这一发现。
2020-03-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
HST hot-Jupiter transmission spectral survey: Haze in the atmosphere of WASP-6b
我们报告哈勃太空望远镜（HST）的热木星WASP-6 b的光学到近红外透射光谱，测量与空间望远镜成像光谱仪（STIS）和斯皮策的红阵列相机（IRAC）。所得光谱覆盖范围为$0.29-4.5\,μ$ m。我们发现证据温和恒星活动的WASP-6 b，并考虑到它的透射光谱。光谱的总体主要特征是半径随着波长的减小而增大，对应于$Δ(R_p/R_{\ast})=0.0071$从0.33到$4.5\,μ$ m的变化。光谱显示出一个有效的消光截面，折射率的幂律与瑞利散射一致，行星终结点的温度为$973\pm144$ K。我们比较了热木星大气模型，包括无冷凝物和气溶胶为主的模型结合米氏理论的透射光谱。虽然没有一个明确的大气模型被发现是在良好的协议与数据，我们发现，完整的光谱可以描述的模型，包括显着的不透明气溶胶，包括铁贫镁$_2$ SiO $_4$，MgSiO $_3$，氯化钾和钠$_2$ S粉尘冷凝物。WASP-6 b是继HD 189733 b之后的第二颗行星，其平衡温度接近$\sim1200$ K，并在光学上显示出显著的大气散射。
2014-11-17 astro-ph.SR
Planetary transits at radio wavelengths: secondary eclipses of hot Jupiter extended atmospheres
当一颗行星在它的主星前面过境时，它的一部分光被阻挡，减少了从恒星观测到的通量。在观测恒星无线电通量时，预计也会发生同样的情况。然而，在无线电波长，行星也辐射，这取决于它的温度，从而修改过境深度。我们探索这种情况下，模拟热彗星，开普勒-17 b和WASP-12 b，围绕太阳系恒星的过境无线电光变曲线。我们计算了韧致辐射无线电发射在17，100和400 GHz起源于恒星，考虑太阳大气模型。行星的无线电辐射是在两种情况下计算的：作为一个黑体或具有密集和炎热的扩展大气。在这两种情况下，行星辐射并贡献给总的无线电通量。对于一个黑体行星，凌日深度在2-4%的数量级，它是独立的射频。有大气层的热行星在射电中看起来更大更亮，因此对系统的总通量有更大的贡献。因此，凌日深度大于黑体行星的情况，在17 GHz时高达8%。此外，渡越深度与频率有关。此外，行星从恒星后方经过所引起的凌日现象，比行星从恒星前方经过所引起的凌日现象更深，在400 GHz时，其深度高达18%。在所有情况下，当行星在恒星后面过境时，行星射电辐射对观测到的通量的贡献是明显的。
2020-04-14 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
