Chemistry in an Evolving Protoplanetary Disk: Effects on Terrestrial Planet Composition
行星的组成在很大程度上取决于星子形成和生长期间盘的化学和动力学演化。为了预测系外行星成分的多样性，以前的工作将星子成分建模为原行星盘在单一时间的平衡化学成分。然而，星子的形成需要一段很长的时间，在此期间，随着盘的冷却，气体中的元素依次冷凝并吸积到星子上。为了解释星子形成过程中的盘的演化，我们将盘的化学和动力学模型与星子形成的处方结合起来。然后，我们按照这些星子的成长为类地行星与N体模拟的后期阶段行星形成，以评估连续冷凝的效果上的大部分组成的行星。我们发现，我们的模型产生的结果类似于早期的模型与C/O比接近太阳值（0.54）的磁盘。然而，在C/O比大于0.8的盘中，富碳微行星在盘的更大的径向范围内形成。此外，我们的模型产生的C/O比低至~0.65，这是不可能的，在静力平衡化学的情况下，在磁盘中的富碳星子。这些结果表明：（1）中等碳增强恒星（0.65 < C/O < 0.8）周围可能存在大量短周期富碳行星;（2）富碳恒星（C/O > 0.8）周围的整个类地行星区都可能形成富碳行星。
2014-05-13 astro-ph.EP
Ozone chemistry on tidally locked M dwarf planets
我们使用英国气象局统一模型来探索潮汐锁定M矮行星的潜力，名义上比邻星b由其宿主恒星的静止版本照射，以维持大气臭氧层。我们假设一个平板状的海洋表层，和一个类似地球的氮和氧的大气层，以及微量的臭氧和水蒸气。我们描述臭氧化学使用查普曼机制和氢氧化物（HO $_x$，描述的OH和HO $_2$）催化循环的总和。我们发现，比邻星辐射足够的紫外线能量来初始化查普曼机制。其结果是形成了一个薄而稳定的臭氧层，在25公里处的峰值为百万分之0.75。大气臭氧的准稳态分布是由入射恒星辐射驱动的光解和大气传输决定的。臭氧的摩尔分数最小的是在最低的15公里的大气层中的亚恒星点和最大的夜侧环流。在15公里以上，臭氧分布主要由环绕地球的赤道急流控制。夜面臭氧分布主要由两个气旋性罗斯比环流，导致局部臭氧热点。在昼侧，大气寿命取决于HO $_x$催化循环和沉积到表面，而夜侧的寿命则是由于化学作用而比大气迁移的时间尺度长得多。表面紫外线值在星下点达到峰值，其值为0.01 W/m $^2$，受到上覆大气臭氧层的屏蔽，但更重要的是受到水蒸气云的屏蔽。
2019-12-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exoplanet Chemistry
我们太阳系中的类地行星和气态巨行星可能代表了其他恒星周围行星的一些原型;系外行星是因为大多数恒星的元素丰度与我们的太阳相似。太阳系的行星至少代表了四种化学行星类型，这取决于形成它们的阶段：由岩石（金属加硅酸盐）构成的类地行星，由岩石和冰构成的冥王星行星，由岩石和冰构成的海王星巨行星，氢和氦含量低，以及由岩石和冰构成的木星气体巨行星，氢和氦含量接近太阳。行星的组成与行星吸积盘中的化学分馏有关。描述了这些分馏的化学示踪剂。许多已知的系外行星都是气体巨行星，质量可达几个亿亿万倍，它们的大气化学性质与褐矮星相当。在靠近其宿主恒星的轨道上的系外行星可能类似于热棕矮星（L-矮星）。行星从其宿主接收的辐射较少，可能比富含甲烷的T型矮星更多。描述了这些高温和低温气体巨行星中氧化物、金属、硫化物和盐凝结形成的云层及其化学示踪物。
2010-05-07 astro-ph.EP
Destruction of refractory carbon grains drives the final stage of proto-planetary disk chemistry
在这里，我们的目标是探索强C2 H线的起源，重新想象原行星盘的化学。有几个关键方面推动了我们的分析。首先，C2 H在年轻和年老的系统中都被检测到，暗示着一种长寿命的化学物质。第二，作为自由基，C2 H在不到1000年的时间内迅速被破坏。这两个陈述暗示了负责C2 H排放的化学必须主要在气相中并且必须处于平衡。结合新的和已发表的化学模型，我们发现，提高总挥发性（气体和冰）的C/O比是唯一的自然方式，以创造一个长寿命，高C2 H丰度。大部分\ce{C2H}存在于气体中，其Fuv/n-气体约为10^-7 G 0 cm ^3。为了提高挥发性C/O比，必须将额外的碳释放到气体中，以在贫氧条件下实现平衡化学。富碳颗粒的光烧蚀似乎是将C/O比提高到1.5以上的最直接方法，为长寿命的平衡循环提供动力。在Fuv/n-gas ~ 10^-7 G 0 cm ^3条件下，气体盘中存在高C/O比和高C2 H丰度的最佳条件区域正好位于卵石盘的外部，也可能位于盘隙中。因此，这个过程也可以解释在C2 H观测中看到的结构（暗示）。
2021-01-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar control on atmospheric carbon chemistry, CO runaway, and organic synthesis on lifeless Earth-like planets
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；National Institute for Environmental Studies（国立环境研究所）
研究恒星类型和轨道距离对无生命地球类行星大气碳化学的影响，揭示CO失控和有机合成的关键因素。
2026-01-09 astro-ph.EP
Stellar chemistry and planet size: insights from GALAH DR4
Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Institut für Astrophysik, Universität Zürich（苏黎世大学天体物理研究所）；University of Cambridge（剑桥大学）
研究通过分析GALAH DR4数据，发现大行星宿主在铁含量和挥发性元素上富集，而小行星宿主则表现出岩石形成元素的增强，揭示了行星形成中元素平衡的重要性。
2025-12-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Effect of a Strong Stellar Flare on the Atmospheric Chemistry of an Earth-like Planet Orbiting an M dwarf
主序星M对天体生物学提出了一个有趣的问题：它们在我们银河系中的丰度使它们成为寻找可居住行星的目标，但它们强烈的色球活动产生高能辐射和带电粒子，可能对生命有害。我们研究了1985年4月12日耀斑的影响，从M矮星，AD狮子座（AD狮子座），模拟紫外线辐射和质子对大气化学的影响，一个假设的，类似地球的行星位于其宜居带。根据对太阳质子事件的观测和Neupert效应，我们估计了能量大于10 MeV的粒子的与$5.9\times 10^{8}$质子耀斑有关的质子通量cm $^{-2}$ sr $^{-1}$ s $^{-1}$。然后，我们计算了由耀斑产生的氮氧化合物的丰度，通过缩放这些化合物在一个大型太阳质子事件称为"卡林顿事件"的生产。使用1-D光化学模型耦合到1-D辐射/对流模型进行模拟。我们的研究结果表明，在耀斑期间发出的紫外线辐射并没有产生显着的变化，在臭氧柱深度的行星。当质子的作用包括在内时，对于一个没有磁场的行星，在耀斑爆发两年后臭氧消耗达到了94%的最大值。在耀斑的高峰期，计算出的到达地表的紫外线通量，在对生命有害的波长范围内，超过了地球在不到100秒内接收到的紫外线通量。因此，耀斑可能不会对轨道上的可居住行星表面的生命构成直接危险。由于狮子座AD是已知的磁活动最活跃的M矮星之一，这个结论应该适用于其他色球活动水平较低的M矮星周围的行星。
2010-05-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Carbon Monoxide Affecting Planetary Atmospheric Chemistry
CO是许多N2/CH 4大气中的重要成分，包括土卫六，海卫一和冥王星，并且在许多系外行星的大气中也被检测到。在实验室中已经进行了许多实验模拟，以了解N2/CH 4气氛中的化学，但很少有模拟包括CO在初始气体混合物中。CO对这些大气中发生的化学反应的影响仍然知之甚少。在一系列行星大气模拟实验中，我们研究了CO对低温（~100 K）下气相和固相化学的影响，实验中使用了CO、CH 4和N2的混合气体，CO的混合比例为0.05%~ 5%。我们发现，CO影响的气相化学，密度，和固体的组成。具体地说，随着初始气体中CO的增加，气相中产生的H2减少，而H2O、HCN、C2 H5 N/HCNO和CO2增加，而固体的密度、氧含量和不饱和度增加。结果表明，CO对我们的实验中发生的化学反应有重要影响，因此在行星大气中也有重要影响。
2017-05-23 astro-ph.EP
Protoplanetary disk chemistry and structure
本综述聚焦地球生命必需的六种元素，结合ALMA与JWST的观测能力，概述原行星盘化学结构的现有研究进展，为理解行星多样性与宜居行星形成提供化学视角参考。
2024-10-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemistry in Protoplanetary Disks
本文综述了原行星盘中的化学过程，总结了从近红外到毫米波长的分子谱线观测，讨论了化学反应类型与化学建模进展，并重点介绍了雪线位置、碳氧氮主要载体丰度及复杂有机分子研究的最新成果，最后探讨了结合盘化学与行星形成过程追溯行星形成历史的努力。
2024-04-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
The chemistry of star and planet formation with SKA
本文总结了意大利SKA共同体在恒星形成区巡天、原恒星包层与盘的天体化学及行星形成研究中的工作，旨在探究尘埃演化并通过重分子化学检验原行星盘与包层。
2024-07-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Water Planets in the Habitable Zone: Atmospheric Chemistry, Observable Features, and the case of Kepler-62e and -62f
由大量水组成的行星居住在宜居带，预计其表面和大气层具有独特的地球物理学和地球化学。我们探索这些属性的动机是两个关键问题：这些行星是否可以提供宜居条件，以及它们是否表现出可辨别的光谱特征，将水行星与岩石类地行星区分开来。我们表明，最近发现的行星开普勒-62 e和-62 f是第一个可行的候选人的宜居带水行星。我们使用这些行星作为测试案例来详细讨论这些差异。我们生成大气光谱模型，发现潜在的宜居水行星在运输过程中显示出独特的光谱指纹，这取决于它们在宜居带中的位置。
2013-09-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
Characterizing the Chemistry of Planetary Materials Around White Dwarf Stars
围绕白矮星运行的行星系可以通过恒星本身的光谱观测来研究。大量的白矮星被认为吸积了大多数岩石小行星，其残余物存在于恒星光球中。光球中的元素丰度揭示了吸积母体的整体组成，其精度远远高于天文学家目前可用的任何其他技术。总的来说，最重要的发现是，太阳系外的岩石行星具有与地球和太阳系其他岩石天体相似的大量元素组成。白矮星的研究表明，许多太阳系外的小行星（小行星）是分化的，具有类似地球的地壳，地幔和核心;这一发现对我们自己的太阳系的起源具有重要意义。
2017-08-18 astro-ph.EP
Atmospheric Chemistry in Giant Planets, Brown Dwarfs, and Low-Mass Dwarf Stars III. Iron, Magnesium, and Silicon
我们使用热化学平衡计算模型铁，镁，硅化学在大气中的巨行星，棕矮星，太阳系外的巨行星（EGP），和低质量的恒星。个别Fe，Mg和Si的气体和冷凝物的行为被确定为温度，压力和金属丰度的函数。因此，我们的结果与任何特定的模型大气无关。铁金属的冷凝通过有效地从气相中除去含铁物质而强烈地影响铁化学。单原子铁是EGP和L矮星大气层中最丰富的含铁气体，也是巨行星和T矮星深层大气中最丰富的含铁气体。镁橄榄石（Mg2SiO4）和顽火辉石（MgSiO3）云的形成有效地从大气中去除了含镁和硅的气体。单原子镁是EGP和L矮星大气层中以及巨行星和T矮星深层大气中的主要镁气体。一氧化硅（SiO）是棕矮星和EGP深层大气中最丰富的含硅气体，而SiH4在木星和其他气体巨行星的深层大气中占主导地位。随着有效温度的降低，其他几种含Fe、Mg和Si的气体变得越来越重要。原则上，一些Fe、Mg和Si气体是亚恒星大气中天气或温度诊断的潜在示踪剂。
2010-01-20 astro-ph.EP
The chemistry of planet-forming regions is not interstellar
红外线和亚毫米波技术的进步使得人们能够对原行星盘的行星形成区域的分子含量进行详细的观测。特别是，围绕太阳型恒星的圆盘现在有越来越多的分子库存，可以直接与星前化学和早期太阳星云的推断进行比较。这些数据直接解决了一个老问题，即行星形成物质的化学性质是否与致密云和原恒星包层的化学性质相似或不同。这个问题的答案可能会对行星系的结构和组成产生深远的影响。实际的挑战是，从圆盘上观测到的发射谱线并不容易转化为化学浓度。在这里，我们提出了一个二维辐射转移模型的RNO 90，一个经典的原行星盘周围的太阳质量的恒星，并检索的浓度占主导地位的分子载体的碳，氧和氮在地球区域周围1 AU。我们比较我们的研究结果的化学库存稠密的云和原恒星信封，并认为，内部磁盘化学是，正如预期的那样，从星前化学根本不同。我们发现，最清楚的判别可能是CO $_2$，这是非常低的磁盘，但最丰富的成分之一，致密的云和原恒星信封的浓度。
2014-06-05 astro-ph.EP astro-ph.GA
Hints for icy pebble migration feeding an oxygen-rich chemistry in the inner planet-forming region of disks
我们提出了一个协同研究的原行星盘调查内部磁盘气体分子和大规模迁移的固体卵石之间的联系。该样本包括63个磁盘，其中有两种类型的测量：i）空间分辨磁盘图像揭示磁盘卵石（毫米厘米尘埃颗粒）的径向分布，从毫米观测ALMA或SMA，和ii）红外分子发射光谱与斯皮策观察。H2O与HCN、C2 H2和CO2的线通量比都与尘埃盘半径R $_{dust}$反相关，扩展了Najita等人（2013年）关于HCN/H2O和尘埃盘质量的先前结果。通过对所有分子共同的吸积光度的依赖进行归一化，只有H2O光度与盘半径保持可检测的反相关，这表明H2O和R $_{dust}$之间的关系最强。如果R $_{dust}$是由大规模的卵石漂移，如果分子光度跟踪内盘温暖气体的元素预算，这些结果可以很自然地解释与方案，其中内盘化学是由富氧冰卵石从外盘向内迁移的升华。反相关性也检测到所有的分子光度和红外指数n $_{13-30}$，这是敏感的内部磁盘尘埃腔的存在和大小之间。总的来说，这些关系表明，尘埃和气体演化之间的物理互连本地和跨磁盘尺度。我们讨论基本的预测，以测试这种解释和研究卵石漂移，内部磁盘耗尽，和行星形成物质的化学之间的相互作用。
2020-09-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Comparison of Simulated JWST Observations Derived from Equilibrium and Non-Equilibrium Chemistry Models of Giant Exoplanets
我们的目标是看看平衡和不平衡化学之间的差异是否可以通过詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）在过境行星的大气中观察到。我们进行了一个案例研究，比较了像HD 189733 b，WASP-80 b和GJ 436 b这样的三颗行星的昼侧发射光谱，在两个金属丰度的化学平衡中和化学平衡之外。之所以选择这三颗行星，是因为它们跨越了大范围的行星质量和平衡温度，从热的和木星大小到温暖的和海王星大小。我们将Venot等人（2012）的一维不平衡化学模型（其中考虑了热化学动力学，垂直传输和光化学）与Pyrat Bay的一维伪逐线辐射转移模型（专门为热彗星开发）相关联，然后使用PandExo模拟JWST光谱，以比较温度，金属丰度和半径的影响。我们发现，由于CO和CO $_{2}$丰度的不平衡，以及选择病例的H $_{2}$ O，4至5个$μ$ m之间的差异最显著。我们的案例研究显示了行星质量、温度和金属丰度的某个“最佳点”，在那里可以观察到平衡和不平衡之间的差异。对于类似于WASP-80 b的行星，JWST的NIRSpec G395 M可以检测到由于一次日食事件引起的化学不平衡的差异。对于一颗类似GJ 436 b的行星，由于化学不平衡，在低金属丰度下可能观测到五次日食事件，但在高金属丰度下不可能观测到。
2017-12-04 astro-ph.EP
Host--Non-host Differences in Stellar Chemistry, Activity, and Birth Radius: Hints of Distinct Formation Environments for Earth-like Planets and Sub-Neptunes
School of Science, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学理学院）；National Astronomical Data Center Zhijiang Branch（国家天文台数据科学中心（紫金山））；CAS Key Laboratory of Optical Astronomy, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台光学天文重点实验室）；Department of Astronomy, The Ohio State University（俄亥俄州立大学天文学系）；Center for Cosmology and Astroparticle Physics (CCAPP), The Ohio State University（俄亥俄州立大学宇宙学与高能物理中心）；Department of Physics, Xiangtan University（湘潭大学物理系）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）
本研究通过28383颗恒星样本，发现类地行星与亚海王星的宿主星在化学丰度、活动度及诞生半径上存在显著差异，提示二者可能形成于不同环境。
2026-08-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Making the Earth: Combining Dynamics and Chemistry in the Solar System
到目前为止，还没有完成的类地行星形成模拟考虑了所产生行星的详细化学成分。虽然许多人考虑了可能的水含量和后期单板成分，但没有人检查过行星的大量元素丰度，作为形成模型的重要检查。在这里，我们报告了这种类型的第一次研究。O'Brien等人（2006年）根据盘平衡研究确定了模拟的类地行星的整体元素丰度。这些丰度与观测到的行星值非常吻合，表明O'Brien等人（2006年）的模型成功地产生了与太阳系的行星在动力学和化学性质方面相当的行星。在目前的模拟中，大量的水被吸积，这意味着类地行星形成“湿”，不需要从其他来源输送大量的水。在平衡控制化学的假设下，生物物种N和C仍然需要被输送到地球，因为它们在形成过程中没有显著的比例增加。行星形成过程产生的太阳光球污染可以忽略不计。假设其他行星系也有类似的污染水平，这反过来又意味着在太阳系外行星系观察到的高金属丰度趋势实际上是原始的。
2009-11-02 astro-ph.EP
Characterizing Exoplanetary Atmospheres: New Views on Exoplanet Composition and Chemistry
本文综述系外行星大气研究的核心开放问题，并总结JWST与地面观测在气态巨行星、亚海王星及M型恒星周围类地行星大气表征方面的进展与目标。
2024-05-07 astro-ph.EP
Atmospheric chemistry on Uranus and Neptune
相对而言，我们对天王星和海王星的大气化学知之甚少，因为对这些寒冷、遥远的“冰巨人”进行远程光谱观测是一项挑战，而且每颗行星在20世纪80年代的短暂飞越中只被一艘航天器访问过。预计热化学平衡将控制这两颗行星大气层较深、较热区域的成分，但不平衡的化学过程，如运输引起的淬灭和光化学，会改变可以远程探测的高层大气区域的成分。两颗行星之间不平衡化学产品丰度的惊人差异表明大气传输存在显着差异。天王星和海王星的大气成分可以为解开行星形成和演化的细节提供关键线索，但前提是完全理解大气成分在三维意义上的变化方式和原因，以及来自行星外部的物质如何影响观测到的丰度。未来的任务规划应该考虑到关于天王星和海王星的大气化学仍然没有答案的关键未决问题，特别是那些与行星形成和演化有关的问题，以及那些解决在我们的太阳系内外的冰巨人上运行的复杂的耦合大气过程的问题。
2020-06-19 astro-ph.EP
Constraining planet structure from stellar chemistry: the cases of CoRoT-7, Kepler-10, and Kepler-93
我们探讨的可能性，恒星的相对丰度不同的物种可以用来限制大量的丰度已知过境岩石行星。我们使用高分辨率的光谱，以获得恒星的参数和化学丰度的铁，硅，镁，O和C在三个恒星托管低质量，岩石行星：CoRoT-7，开普勒-10，开普勒-93。这些行星沿着质量半径图沿着同一条线，指向类似的组成。导出的丰度比与太阳值进行了比较。用一个简单的化学计量模型，我们估计在每个行星的铁质量分数，假设恒星的组成。我们表明，在所有情况下，从质量半径关系推断的铁质量分数似乎是在很好的协议与来自主恒星的光球组成的铁丰度。结果表明，恒星丰度可以用来增加对轨道岩石行星组成的限制。
2015-07-29 astro-ph.EP
Building a Planet Atmosphere: Fundamental Physics and Chemistry
本章系统梳理行星大气的物理与化学基础，涵盖大气保持、能量平衡、垂直与三维结构、化学平衡及非平衡过程、云雾粒子，并比较类地与气态行星大气。
2024-10-24 astro-ph.EP
Unveiling Complex Chemistry in Planet-forming Disks with the SKAO
University of Leeds（利兹大学）；Univ Toulouse, CNES, CNRS, IRAP（图卢兹大学，法国国家空间研究中心，法国国家科学研究中心，天体物理研究所）；Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics（中央研究院天文及天文物理研究所）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Institute for Research in Fundamental Sciences（伊朗基础科学研究院）；United Kingdom Astronomy Technology Centre（英国天文学技术研究中心）；National Institute of Science Education and Research（国家科学教育与研究学院）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴哈国立学院）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Monash University（蒙纳士大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；University of Leicester（莱斯特大学）
本文探讨SKAO如何通过观测重分子和冰线，揭示行星形成盘中的复杂化学，从而约束行星形成初始条件并预测行星大气成分。
2026-06-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Science with an ngVLA: Observing the Effects of Chemistry on Exoplanets and Planet Formation
在我们的太阳系和系外行星系统中，推断行星动力学历史的主要机制之一是通过观察元素比（即C/O）。有效利用这些观测结果的能力关键取决于对所观测丰度的化学和进化历史的深入了解。天体化学界在这一领域做出了重大努力，这些努力应该得到更大的系外行星科学界的支持。此外，还需要建造下一代无线电干涉仪，以现场测试许多预测模型，同时提供必要的分辨率，以确定行星形成的位置。
2018-10-15 astro-ph.EP astro-ph.GA
Organic chemistry in the first phases of Solar-type protostars
像我们这样的行星系统是经过一个漫长的过程形成的，在这个过程中，物质从弥漫的云层凝聚成恒星、行星、小行星、彗星和残余尘埃，在不到几百万年的时间里经历了物理和化学状态的巨大变化。几项研究表明，太阳型行星系统形成初期的化学成分是追踪系统本身历史的有力诊断工具。在迄今为止在ISM中检测到的大约270种分子中，所谓的星际复杂有机分子（iCOMs）特别令人感兴趣，因为它们具有进化诊断能力，并且可能是生物分子的潜在前体，而生物分子是地球生命的基础。本章重点讨论太阳系行星系统早期阶段有机分子的演化，以星前、0/I类和原行星盘阶段为代表，并将它们与目前在太阳系彗星中观察到的情况进行比较。我们的双重目标是回顾太阳型恒星形成过程中的有机化学基础，此外，还可能对我们自己的行星系统的早期历史提供限制。
2022-12-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Surface UV Environment on Planets Orbiting M-Dwarfs: Implications for Prebiotic Chemistry & Need for Experimental Follow-Up
围绕M-矮星运行的潜在可居住行星具有强烈的天体生物学兴趣，因为它们是未来10多年内唯一可用于生物特征搜索的岩石世界，这是由于观测效应的融合。同时，最近的实验和理论工作表明，紫外线可能在地球生命的起源中发挥了关键作用，特别是RNA的起源。描述M矮星行星上的紫外线环境对于理解我们所知的生命是否可能出现在这样的世界上非常重要。在这项工作中，我们耦合辐射转移模型观测到的M-矮星光谱，以确定紫外环境的前生物类地行星绕M-矮星。我们计算剂量率，以量化不同的宿主星的影响prebiotically重要的光过程。我们发现，M-矮行星的生物活性紫外线通量比年轻的地球少100-1000倍。目前还不清楚紫外线敏感的益生元化学，可能是重要的非生物发生，如唯一已知的prebiotically合理的途径嘧啶核糖核苷酸的合成，可以在M-矮行星上发挥作用。这种不确定性影响了最近发现的可居住带行星，如围绕Proxima Centauri，TRAPPIST-1和LHS 1140运行的行星。需要对假定的益生元途径对辐照水平的敏感性进行实验室研究，以解决这种不确定性。如果稳定状态的M矮星紫外线输出不足以为这些路径提供动力，那么由于耀斑引起的瞬时紫外线辐射可能就足够了;实验室研究也可以限制这种可能性。
2017-08-01 astro-ph.EP
MINDS. Hydrocarbons detected by JWST/MIRI in the inner disk of Sz28 consistent with a high C/O gas-phase chemistry
本研究依托JWST的MINDS项目，通过MIRI光谱分析极低质量恒星Sz28的内盘成分，发现大量碳氢化合物，结合模型证实其与气相C/O>1的化学特征相符，为理解低质量恒星周围的行星形成盘化学提供了新观测证据。
2024-07-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
The gas disk: Evolution and chemistry
原行星盘是行星系的诞生地。星盘系统的演化和星盘化学成分决定了行星形成的初始条件。因此，全面了解盘中的主要物理和化学过程对于我们理解行星形成至关重要。本文综述了盘的早期演化，讨论了恒星高能辐射对盘演化的重要性，描述了盘的一般热结构和化学结构。最后，我们提供了一个概述的气体成分和磁盘风的观测示踪剂。
2016-11-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Carbon and Oxygen in Nearby Stars: Keys to Protoplanetary Disk Chemistry
我们目前的碳和氧的丰度为941 FGK恒星，最大的这样的目录。我们发现行星轴承系统富含这些元素。我们自洽地测量C/O，这被认为在行星形成中起着关键作用。我们确定了46颗C/O \geq 1.00的恒星作为碳主导的系外行星的潜在宿主。我们测量了[O/Fe]与[Fe/H]的下降趋势，并在薄盘和厚盘中发现了不同的趋势，支持了Bensby等人的工作。最后，我们测量了太阳下的C/O = 0.40+0.11 - 0.07，对于WASP-12，这是一个令人惊讶的结果，因为这颗恒星是一颗过境的热木星的宿主，最近报道其白昼大气层具有C/O \geq 1由Madhusudhan等人。我们的测量是基于15,000高信噪比光谱采取的凯克1号望远镜作为加州行星搜索的一部分。我们使用SME光谱合成器从λ = 6300和6587 nm处的[O I]和C I吸收线获得丰度。
2011-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining planet structure and composition from stellar chemistry: trends in different stellar populations
有行星环绕的恒星的化学成分提供了关于系外行星系统的频率，结构和组成的重要线索。我们探索的可能性，恒星从不同的星系人口，有不同的内在丰度比可能会产生行星与不同的整体组成。我们编制了丰富的铁，O，C，Mg和Si在一个大样本的太阳邻居恒星，属于不同的星系人口。然后，我们使用一个简单的化学计量模型来预测预期的铁-硅酸盐质量分数和行星构建块的水团分数，以及圆盘中所有重元素的总质量百分比。假设整体的化学成分的行星积木将反映在形成的行星的组成，我们表明，根据我们的模型，光盘周围的恒星来自不同的星系人口，以及周围的恒星来自不同地区的银河系，预计将形成岩石行星显着不同的铁硅酸盐质量分数。可利用的水团比例在不同的星系中也有显著的变化。这些结果可以用来为行星形成和化学成分的模型设定约束条件。此外，这些结果可能会影响我们对银河系中行星频率的理解，以及可居住性条件的存在。
2017-11-02 astro-ph.EP
Habitable from the start: How initial planetary formation conditions may create habitable worlds
University of Maryland（马里兰大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；Michigan State University（密歇根州立大学）；Auburn University（奥本大学）；Aix-Marseille University（艾克斯-马赛大学）
研究初始行星形成条件如何影响行星化学和适宜性，以探索适宜世界形成的机制。
2025-11-20 astro-ph.EP astro-ph.IM
Carbon-rich Giant Planets: Atmospheric Chemistry, Thermal Inversions, Spectra, and Formation conditions
最近在热木星WASP-12 b中推断出富碳大气，C/O >= 1，激发了新一类富碳行星（CRP）的产生。我们报告了富碳巨行星（CRG）的大气化学和光谱特征的详细研究，以及它们形成所需的冰微行星的成分，以及它们的外壳中冰，岩石和挥发物的分配。当C/O >= 1时，当温度> 1400 K，压力（P）< 1 bar时，大气中的大部分氧气被CO占据，导致H2O的大量耗尽，并且与假设太阳丰度（C/O = 0.54）在化学平衡时获得的结果相比，CH 4的丰度过高。这些化学差异导致光谱中明显可观察到的特征。我们还发现，一个C/O >= 1强烈耗尽的丰富的TiO和VO可形成热转化，这是足以排除热转化由于TiO/VO，即使在最高辐射的热超导体，如WASP-12 b。采用恒星丰度（C/O = 0.44）作为原始盘的组成，并采用低温形成条件（T <= 30 K）作为WASP-12 b的形成条件，导致吸积星子的C/O比为0.27，因此，在行星的包层中。相比之下，WASP-12 b的包层中的C/O比为1需要盘中氧的大量消耗，对于相同的形成条件，消耗约0.41倍。这种情况也满足了对WASP-12 b报告的C/H和O/H比的限制。或者，如果在恒星组成盘中存在更热的条件，使得只有H2O被冷凝，则剩余的气体可能具有C/O ~ 1。然而，WASP-12 b中主要由气体吸积引起的高C/O将排除也符合数据的超恒星C/H比…
2011-09-14 astro-ph.EP
Clouds and Chemistry in the Atmosphere of Extrasolar Planet HR8799b
利用凯克II望远镜上的积分场摄谱仪OSIRIS，获得了年轻系外行星HR 8799 b的宽近红外H和K波段光谱。此外，还在H和K波段进行了六次新的窄带光度测量。这些数据与先前发表的测光相结合，用于分析行星的大气特性。厚厚的光球尘埃云的不透明度被用来解释这颗行星的红色近红外颜色和相对平滑的近红外光谱。探测到强烈的水吸收，表明大气中富含氢。在K波段只检测到微弱的CH 4吸收，表明有效的垂直混合和不平衡的CO/CH 4比在光球深度。H波段光谱具有明显的三角形形状，与低表面重力一致。新的巨行星大气模型与这些数据进行了比较，最佳拟合的整体参数为Teff = 1100 K +- 100和log（g）= 3.5 +-0.5（对于太阳成分）。考虑到观测到的光度log（Lobs/Lsun）~-5.1，这些值对应于半径0.75 Rjup（+0.17，-0.12）和质量~ 0.72 Mjup（+2.6，-0.6）--与内部/演化模型明显不一致。增强的金属丰度（高达太阳的10倍）以及厚云和非平衡化学可能需要重现完整的光谱和光度数据以及演化模型所需的低有效温度（<1000 K）。
2011-03-20 astro-ph.EP
The need for a far-infrared cold space telescope to understand the chemistry of planet formation
当ALMA产生壮观的高分辨率图像的气体和尘埃在拱星盘，下一个观测前沿，在我们的理解行星形成和行星形成物质的化学可能会发现在中到远红外波长范围。空间中的大型主动冷却远红外望远镜将提供3-4个数量级的巨大光谱灵敏度改进，使其有可能独特地调查行星形成的某些基本性质。具体来说，起源太空望远镜（OST）是美国宇航局提交给2020年十年调查的旗舰概念，将提供一个平台，允许对所有质量和所有演化阶段的年轻恒星周围的温水和冷水进行完整的调查，并使用HD的基态线测量它们的总行星形成气体质量。虽然这份白皮书是在NASA起源太空望远镜概念的背景下制定的，但它可以普遍应用于为任何未来的天基冷远红外天文台提供信息。
2018-04-02 astro-ph.EP astro-ph.IM
Do Metal-Rich Stars Make Metal-Rich Planets? New Insights on Giant Planet Formation from Host Star Abundances
巨行星和其宿主恒星的成分之间的关系是理解行星形成的基本兴趣。太阳系巨行星的可见大气层和整体成分都高于太阳系的金属成分。一个关键的问题是，巨型系外行星的金属富集是否与它们的宿主恒星有关。Thorngren等人（2016）表明，在冷（Teq < 1000 K）的巨型系外行星中，重元素总质量随总Mp增加而增加，相对于母星的重元素富集度随总Mp减少。在他们的工作中，主恒星的金属丰度是从文献[Fe/H]测量中得出的。在这里，我们进行了一个更详细和统一的研究，以确定是否不同的主机恒星金属（C，O，Mg，Si，Fe和Ni）与其行星的大量金属丰度相关，使用相关性测试和贝叶斯线性拟合。我们提出了19个冷巨行星系统的新宿主恒星丰度，并将这些与现有的宿主恒星数据相结合，共22个冷巨行星系统（24颗行星）。令人惊讶的是，我们发现恒星金属丰度和行星剩余金属丰度（金属的相对量与预期的行星质量）之间没有明确的相关性，这与形成模型的常见预测相冲突。我们还发现了一个潜在的相关性残留的行星金属和恒星挥发难熔元素的比例。这些结果为未来行星形成的模拟研究提供了巨行星和宿主恒星成分之间有趣的新关系。
2019-11-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chemistry of atmospheres formed during accretion of the Earth and other terrestrial planets
我们使用化学平衡和化学动力学计算来模拟通过加热不同类型的碳质、普通和顽火辉石材料释放的挥发物的化学性质作为温度和压力的函数。我们的研究结果预测了地球和其他类地行星吸积过程中释气形成的大气成分。CI和CM碳质耐火材料的放气产生与冲击实验结果一致的富H2O（蒸汽）气氛。然而，其他类型的绝热材料的释气产生由其他气体主导的气氛。普通（H、L、LL）和高铁顽火辉石（EH）材料的除气产生富H2气氛，CO和H2O是第二和第三最丰富的气体。低铁顽火辉石（EL）的脱气产生富含CO的气氛，H2、CO2和H2O是下一个最丰富的气体。CV碳质耐火材料的排气产生富含CO2的气氛，H2O是第二丰富的气体。我们的研究结果预测，在地球和火星的吸积过程中形成的大气可能是富H2的，除非吸积的物质主要是CI和CM的碳质磷灰石材料。我们还预测在高温（1500-2500 K）的吸积大气中有大量的S，P，Cl，F，Na和K。最后，我们的结果可能是有用的解释吸积太阳系外的类地行星的光谱观测。
2009-09-22 astro-ph.EP
Planet formation in the PDS 70 system: Constraining the atmospheric chemistry of PDS 70b and c
本研究利用PDS 70系统直接比较巨行星大气与原行星盘的化学成分，通过DALI正向建模推导盘的物理化学模型，并基于核吸积范式计算PDS 70b和c的大气C/O比，发现盘的富碳状态决定了行星大气C/O比是超恒星还是接近恒星值。
2023-03-31 astro-ph.EP
JWST/MIRI detection of a carbon-rich chemistry in a solar nebula analog
本文利用JWST/MIRI对太阳质量恒星DoAr 33进行观测，发现其内盘存在异常富碳化学，并通过热化学模型揭示碳富集和C/O比升高源于富碳颗粒在烟尘线附近的升华，提出低吸积率延长径向混合时间尺度是维持该化学的关键。
2024-10-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Persistence of Flare-Driven Atmospheric Chemistry on Rocky Habitable Zone Worlds
低质量恒星以大耀斑和日冕物质抛射的形式表现出强烈的磁场活动。这种空间天气事件可能对系外行星大气的可居住性和观测指纹产生重要影响。在这里，使用一套三维耦合化学-气候模型（CCM）模拟，我们探讨了随时间变化的恒星活动对绕G-，K-和M-矮星运行的岩石行星大气的影响。我们采用观测数据从MUSCLES运动和过境系外行星卫星调查和测试的旋转周期，磁场强度，和耀斑频率的假设范围。我们发现，经常性的耀斑驱动K-和M-矮行星大气层的化学平衡，大大偏离他们的前耀斑制度，而G-矮行星大气层迅速返回到他们的基线状态。有趣的是，模拟O $_2$ -穷人和O $_2$ -丰富的大气经历耀斑产生类似的中间层一氧化氮丰度，这表明恒星耀斑可以突出否则无法检测到的化学物种。应用辐射转移模型，我们的CCM结果，我们发现，耀斑驱动的传输功能的生物指示物种，如二氧化氮，一氧化二氮，硝酸，显示特别的承诺，为未来的仪器检测。
2021-07-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
An Alternative Formation Scenario for Uranium-rich Giants: Engulfing a Earth-like Planet
针对九颗起源不明的富铀r过程巨星，本文提出红巨星吞噬类地行星的吸积情景，模型可解释观测铀丰度且基本不改变恒星结构与演化。
2023-07-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Short-Period Small Planets with High Mutual Inclinations are more Common around Metal-Rich Stars
本文基于Kepler、K2和TESS的89个多行星系统，发现富含金属恒星周围短周期内行星的相互倾角显著更高且更分散，表明其动力学更热，并探讨了巨行星、盘固体密度和长期混沌等可能成因。
2025-02-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for disequilibrium chemistry from vertical mixing in hot Jupiter atmospheres. A comprehensive survey of transiting close-in gas giant exoplanets with warm-Spitzer/IRAC
[摘要]目的。本文利用Spitzer/IRAC在3.6和4.5 μ m波段的红外透射测光技术对49颗气态巨系外行星进行了大规模的大气研究。方法.我们使用自定义管道统一分析了33个过境行星的70个光度光变曲线，该管道实现了像素级去相关。我们利用这一调查来了解红外测光如何跟踪大气化学性质的变化作为行星温度的函数。我们比较我们的测量网格的一维辐射对流平衡向前大气模型，其中包括不平衡化学。我们探索了垂直混合的各种强度（Kzz = 0 - 10^12 cm 2/s）以及两种化学成分（1x和30 x太阳）。结果我们发现，平均而言，斯皮策探测器探测3.6和4.5微米之间的0.5大气尺度高度的差异，这是在7.5西格玛的显着性水平。我们发现，与预期相比，最冷的行星显示出甲烷的缺乏，这也是以前对单个物体的研究所报道的。我们发现，最冷行星的样本排除了1x太阳成分，置信度>3sigma，同时支持低垂直混合（Kzz = 10^8 cm 2/s）。另一方面，我们发现热行星最好用1x太阳金属丰度和高垂直混合（Kzz = 10^12 cm 2/s）的模型来解释。我们解释这是由于CH 4向大气上层的漂移。改变内部温度会改变对深层平衡化学的预期，因此对不平衡化学的预期会更高。我们还发现了一个显着的分散在传输签名的中温带和超热的行星，可能是由于增加了大气的多样性，而不需要调用更高的金属丰度。此外，我们比较斯皮策传输与排…
2021-03-12 astro-ph.EP
Exploring the chemistry induced by energetic processing of the H2-bearing, CO-rich apolar ice layer
尘埃颗粒表面的星际冰幔被认为具有双层结构，富含H2O的极性层被富含CO的非极性层覆盖，该层可能含有H2和其他挥发物，如N2。在这项工作中，我们探讨了化学诱导的2千电子伏的电子和Ly-alpha光子在H2：CO：15 N2冰类似物的CO丰富的层时，暴露于类似的能量密度从宇宙射线诱导的次级电子和紫外光子在典型的密集云的寿命。在2keV电子辐照下，共鉴定出6种产物：CO2、C2 O（和其它碳链氧化物）、CH 4、H2 CO、H2 C2 O和H15 NCO。总产物丰度对应于暴露于电子辐照的初始CO分子的5-10%。Ly-alpha光子照射提供了1-2个数量级的低产量，具有相似的产物分支比，这可能是由于冰样品在该波长下的低UV-光子吸收截面。形成额外的含氮物种，即C215 N2和15 NH3，只观察到在没有H2和CO分子，分别，表明反应物来自H2和CO分子优先相互反应，而不是与15 N2及其解离产物。总之，冰化学引起的高能处理的CO丰富的非极性冰层提供了替代的形成途径，在星际介质中检测到的几个物种，包括一些有关的复杂的有机分子化学。进一步量化这些途径将有助于天体化学模型，以限制其相对贡献的星际预算，特别是，有机物种H2 CO和HNCO。
2020-09-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Unusual chemistry of the C-H-N-O system under pressure and implications for giant planets
C-H-N-O系统是有机化学和生物化学的中心，在行星科学中起着重要作用（控制着“冰巨人”天王星和海王星的组成）。在正常条件下，这个系统的化学多样性解释了它是所有已知生命的基础，但在行星内部的高压和高温下，这个系统的化学成分却知之甚少。采用从头算进化算法USPEX，对C-H-N-O体系在50、200和400 GPa压力和3000 K温度下的相图进行了广泛的研究。预测了八种新的热稳定相，包括四元高分子晶体C2 H2 N2 O2和几种新的N-O和H-N-O化合物。我们描述了压力下C-H-N-O系统化学变化的主要模式，并证实金刚石应在天王星和海王星的中冰层条件下形成。我们还提供了详细的CH 4-NH3-H2O相图在高压下，这是重要的冰巨人的模型的进一步改进-并指出，目前的模型是明显不足。特别是，在现有的模型中，天王星和海王星被认为具有相同的成分，几乎相同的压力-温度分布，以及由H2O：CH 4：NH3 = 56.5：32.5：11的混合物组成的单一对流中间层（“地幔”）。在这里，我们提供了新的见解，揭示了天王星和海王星热流的差异，这需要它们具有不同的成分，压力-温度条件和更复杂的内部结构。
2021-01-10 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci
Atmospheric circulation, chemistry, and infrared spectra of Titan-like exoplanets around different stellar types
随着越来越小、越来越冷的系外行星的发现，必须越来越多地考虑具有朦胧大气层的类地世界。我们太阳系的泰坦是一颗典型的朦胧行星，其大气层可能代表了我们银河系中大量的行星。作为表征这样的世界的一步，我们模拟了类似泰坦的系外行星，但轨道上有三个不同的恒星宿主：G-，K-和M-矮星。我们使用大气环流和光化学模型来探索这些泰坦类行星在不同的恒星光谱下的环流和化学，在所有情况下，假设泰坦类的日射。由于大气霾强烈吸收可见光，较红的辐射伴随着较晚的恒星类型产生更多的等温平流层，在毫巴压力下更强的纬向温度梯度，以及更深更强的纬向风。在所有的情况下，行星的大气层都是强烈的超旋转，但是在更红的星光下，高空的日冕环流圈更弱。碳氢化合物和腈类物质的光化学随恒星光谱而变化，FUV/NUV通量比的变化起着重要作用。我们的研究结果初步表明，在所有三个主机下，柱雾的产生率可能是相似的，这意味着许多不同恒星周围的行星可能具有与土卫六大气相似的特征。最后，我们提出了理论发射光谱。总的来说，我们的研究表明，尽管存在重要和微妙的差异，但类泰坦系外行星的循环和化学对宿主恒星的差异相对不敏感。这些发现可能会进一步探索未来的空间设施，如WFIRST，LUVOIR，HabEx和OST。
2017-12-11 astro-ph.EP
A pebbles accretion model with chemistry and implications for the solar system
我们研究了化学组成的太阳系的巨行星大气层使用的物理形成模型与化学。该模型综合考虑了盘演化、卵石和气体吸积、I型和II型迁移、简化盘光蒸发和太阳系化学测量。我们跟踪形成的巨行星的化学成分，并将其与观测值进行比较。两类模型进行了研究：有和没有磁盘化学富集通过光蒸发。对每种情况下的氧和氮的丰度，核心质量，和重元素的行星总量的预测。我们发现，在没有磁盘PE的情况下，木星和土星将有一个小的残留核心和可比总量的重元素的信封。我们预测这两颗行星的氧丰度富集程度与碳、磷和硫的富集程度相同。彗星的氮丰度不允许轻易重现木星的氮观测。在盘PE的情况下，需要较少的核心侵蚀来重现大气的化学成分，因此两颗行星最终可能会有更大质量的残留核心，以及更高的重元素总质量。它也更容易复制木星的氮丰度。在没有光蒸发的情况下，没有发现一个单独的圆盘既形成木星又形成土星。没有模型能够适合天王星和海王星的限制，暗示这些行星的形成机制更复杂。这些模型的预测应该与即将到来的朱诺号测量结果进行比较，以更好地了解太阳系巨行星的起源。
2016-10-10 astro-ph.EP
Proxima Centauri b: A Strong Case for including Cosmic-Ray-induced Chemistry in Atmospheric Biosignature Studies
由于其类似地球的最小质量为1.27 M $_{\text{E}}$，并且非常接近我们的太阳系，Proxima Centauri b是可居住性研究中最有趣的系外行星之一。然而，它的主星比邻星是一颗强烈燃烧的恒星，预计会为潜在的宜居行星提供非常恶劣的环境。我们进行了一个适居性研究比邻星b假设高恒星粒子轰击下的类地大气，重点是光谱传输功能。我们使用我们广泛的模型套件计算恒星粒子的能谱，它们通过行星磁层，电离层和大气层的旅程，最终提供行星气候和光谱特征，如Herbst等人所述。我们的研究结果表明，与入射的恒星能量通量一起，高粒子流入可以通过限制CH $_4$的数量来有效地加热行星，使其进入温带气候，否则这将使M星周围的行星进入反温室效应。我们确定了一些关键的光谱特征相关的未来光谱观测：首先，NO $_2$成为主要的吸收在可见光，这极大地影响了瑞利斜率。第二，H $_2$ O特征可以被CH $_4$（近红外）和CO $_2$（中红外到远红外）掩蔽，使得它们在传输中不可检测。第三，O $_3$被破坏，而HNO $_3$特征在中红外到远红外中变得清晰可见。最后，假设大气中有百分之几的CO $_2$，CO $_2$在5.3 $μ$ m处的吸收变得显著（对于耀斑和非耀斑情况），与地球大气中与耀斑相关的NO特征强烈重叠。
2020-03-04 astro-ph.EP 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
Tracking Advanced Planetary Systems (TAPAS) with HARPS-N. VI. HD 238914 and TYC 3318-01333-1 - two more Li-rich giants with planets
我们目前的最新结果，我们的搜索行星与HARPS-N在3.6米望远镜国家伽利略跟踪先进行星系统项目下：深入研究的15个最丰富的巨人从宾夕法尼亚州-Toruillo行星搜索样本。我们的目标是首先获得我们在样本中发现的最富锂巨星的径向速度，以寻找可能的低质量亚恒星同伴，其次，进行扩展的光谱分析，以确定这些恒星的演化状态。方法.这项工作是基于Hobby-Eberly望远镜及其高分辨率光谱仪，以及国家伽利略望远镜的HARPS-N光谱仪获得的高分辨率光谱。另外两颗恒星HD 181368和HD 188214也在甚大望远镜上用紫外线辐射光谱进行观测，以确定铍的丰度。本文报道了在富锂巨星周围发现的两个新的行星系统：HD238914和TYC 3318-01333- 1 ii）发现一颗富锂巨星HD 181368 ; iii）虽然我们目前的阶段覆盖范围并不完整，我们认为在TYC 3663-01966-1和TYC 3105-00152-1周围存在行星质量的伴星; iv）我们确认了BD+48 740的先前结果，并提出了更新的轨道参数，v）我们发现HD 181368和HD 188214的Li增强和Be丰度之间缺乏联系，我们获得了它们的蓝色光谱。在15颗富锂巨星中，我们发现了7颗具有恒星或潜在行星伴星的恒星。在我们的样本中，富锂巨星的双星频率似乎是正常的，但行星频率是一般样本的两倍，这表明在巨型恒星中拥有伴星和增…
2018-01-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Unexpected gap creating two peaks in the periods of planets of metal-rich sunlike single stars
在大约一年或更长的时间里，行星的堆积实际上是一个双峰峰，在一个主要的大行星群中，有一个宽而尖锐的间隙将堆积的峰值分开。由近40%的行星周期超过200天组成，在表面重力下没有恒星伴星的富金属恒星（如太阳）的行星周期显示出两个由人口稀少的区域分开的强烈峰值。蒙特卡罗测试表明，这种结构不太可能出现在随机分布中，与所有其他群体的对象进行比较表明，这种特征不太可能是由于观测效应。峰在间隙附近具有其最高密度。这两个峰值在单行星系统中最为明显，尽管在多行星系统中仍然存在差距。这些特征可能是质量不会比木星低太多的行星的特征，也许也不会比木星高太多。周期分布中存在明确的特征表明，行星形成可能比之前预期的更加均匀。
2019-08-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Chemical Evolution of Protoplanetary Disks
行星的起源，或许还有生命本身，都与行星形成的化学过程有着内在的联系。在本章中，我们将尝试从几十年来太阳系研究中获得的知识的角度，结合我们对太阳系外原行星盘的快速增长的知识，探索行星形成盘的化学。我们的目的不是提供一个全面的文献调查，而是目前的化学和物理工具，用于探索化学演化的最早阶段的行星形成。我们包括从我们的太阳系和太阳系外的磁盘，热力学平衡和化学动力学的观测约束的讨论，和物理处方的各个重要方面（X-射线/紫外线照射，热结构，分子吸附/解吸，.）在当前的模型中使用。这一章是针对年轻研究人员的。
2009-08-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Hot Uranus Orbiting the Super Metal-rich Star HD77338 and the Metallicity - Mass Connection
我们宣布发现了一颗低质量行星，它围绕着超级金属丰富的K 0 V恒星HD 77338运行，这是我们正在进行的卡兰-赫特福德郡系外行星搜索的一部分。最佳拟合行星解的轨道周期为5.7361 \pm 0.0015天，径向速度半振幅仅为5.96 \pm 1.74 m/s，我们发现最小质量为15.9+4.7-5.3 Me。我们发现这个数据集使用贝叶斯分析和周期图分析的协议。我们测量的恒星金属丰度为+0.35 \pm 0.06 dex，而另一项最近的工作（Trevisan et al. 2011）发现+0.47 \pm 0.05 dex。因此，HD 77338 b是已知最富金属的行星宿主恒星之一，也是拥有亚海王星质量行星的最富金属恒星。我们搜索了HD 77338 b的过境特征，但没有检测到。我们还强调了一个新兴的趋势，金属丰度和质量似乎在非常低的质量，这一发现将与核心吸积模型的行星形成。这一趋势似乎表明，对于海王星质量及以下的行星，当宿主恒星更富含金属时，更高质量的行星更受欢迎。此外，在超级富金属区也有一个较低的边界，与亚太阳金属区相比，那里还没有发现非常低质量的行星。蒙特卡洛分析表明，这个低质量行星沙漠在统计学上与当前36颗行星的样本在4.5σ左右具有显著性。此外，开普勒的结果加强了在超级金属丰富的系统中缺乏最低质量行星的说法。最后，这一发现增加了围绕低质量和富含金属的恒星的低质量行星的数量，…
2012-12-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
