A Dichotomy of the Mass-Metallicity Relation of Exoplanetary Atmospheres Demarcated by their Birthplace
Division of Science, National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台科学部）；Graduate Institute for Advanced Studies, SOKENDAI（综合研究大学院大学）；Astrobiology Center（天体生物学中心）；Department of Earth and Planetary Science, The University of Tokyo（东京大学地球行星科学系）；Department of Earth and Planetary Sciences, Institute of Science Tokyo（东京科学大学地球行星科学系）；UTokyo Organization for Planetary Space Science (UTOPS), University of Tokyo（东京大学宇宙行星科学研究组织）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）
本研究通过砾石吸积形成气态巨行星，发现其质量-金属度关系因形成位置不同而呈现两种截然不同的特征。
2026-01-04 astro-ph.EP
What Does "Metallicity" Mean When Interpreting Spectra of Exoplanetary Atmospheres?
研究系外行星大气层的一个理想结果是为系外行星形成理论设定决定性的限制。天文学家经常用广义的术语来谈论“金属丰度”。在对整体金属丰度建模时，工作人员参考元素铁丰度（Fe/H）。相比之下，当大气层外天文学家谈到通过分析低分辨率哈勃和斯皮策分光光度法得出的“金属丰度”时，他们指的是氧（O/H），碳（C/H）和氮（N/H）的元素丰度：按重要性降序排列，由于哈勃宽视场照相机3号的光谱主要对水敏感，其次是氰化氢和氨，而斯皮策光度法对甲烷和一氧化碳敏感。通过检索水丰度，Kreidberg等人（2014），Wakeford等人（2017，2018），Arcangeli等人（2018）和Mansfield等人（2018）等工作人员已经发表了显示“金属度”与系外行星质量的数据。即使我们假设体元素和大气元素丰度相等，本研究报告背后的动机也是为了证明水丰度和O/H之间的转换并不简单。“太阳能金属丰度下的水”是一个依赖于温度和压力的陈述，因为没有一个单一的水体积混合比值对应于太阳能的O/H和C/H值。总的来说，水体积混合比和O/H之间的转换因子不是统一的，并且取决于温度、压力、O/H、C/H和C/O，即使没有引起不平衡化学（光化学和/或大气混合）。不平衡化学或缩合反应总是返回一个单位的转换因子，这一点尚未得到证实。因此，公平地说，从大气反演推断的“金属丰度”估计值取决于模型。
2018-07-16 astro-ph.EP
Theory and simulation of spectral line broadening by exoplanetary atmospheric haze
大气霾是外行星光谱平坦化的主要候选者，因为它也是太阳系行星、卫星和彗星大气不透明度的重要来源。系外行星的透射光谱携带着关于行星大气如何对过境的恒星光变得不透明的信息，在与钠、钾和水的谱线相对应的波长范围内显示出广泛的无特征吸收。我们开发了一个详细的原子模型，描述原子或分子辐射与灰尘和大气雾霾颗粒物的相互作用。该模型采用了一个现实的结构，从小的纳米尺寸的种子颗粒到亚微米不规则形状的聚集体的雾霾颗粒，占两个成对的碰撞之间的辐射器和雾霾扰动，准静态平均场移动的水平在雾霾环境。这种形式主义可以解释在霾大气中吸收和发射光谱的大的平坦化，并且示出辐射器-霾粒子相互作用如何影响谱线的翼部和其中心附近的吸收光谱形状。该理论可以解释几乎所有的现实结构，尺寸和灰霾颗粒物的化学组成，并预测其在灰霾环境中的吸收和发射光谱的影响。我们通过计算氩雾中钠D线的发射光谱的位移和加宽来说明该方法的实用性。所提出的模型的简单性，优雅性和通用性，应该使它适合于在天体物理学和化学的用户的广泛社区。
2018-05-25 astro-ph.EP
Rotational broadening of exoplanet spectra in arbitrarily oriented systems: Application to reflected light
Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）
本研究推导了任意对齐系外行星系统的旋转致宽核，用于高分辨率反射光谱分析，发现非对齐系统与顺行对齐轨道的致宽差异可达50 km/s，并可用于测量轨道对齐。
2026-09-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Can Close-In Exoplanets form by Pebble Accretion?
本文研究了卵石吸积模型中各参数对1 au内近距离行星生长的影响，发现盘湍流强度对行星生长的影响最大，其次是恒星质量、轨道间距和恒星金属丰度。
2025-04-30 astro-ph.EP
How Internal Structure Shapes the Metallicity of Giant Exoplanets
Institut für Astrophysik, Universität Zürich（苏黎世大学天体物理研究所）
研究通过分析不同内部结构对巨行星金属度的影响，发现低质量金属丰富行星主导质量-金属度反相关性，且非绝热模型可提高金属度至35%。
2026-02-04 astro-ph.EP
Revisiting the Planet Mass and Stellar Metallicity Relation for Low-Mass Exoplanets Orbiting GKM Class Stars
不断增长的系外行星数据库向我们展示了各种系外行星种群的统计特征，为我们了解它们的起源提供了帮助。观测证据表明，在恒星盘中孕育气体巨星的过程可能与较小行星的过程不同。利用NASA的系外行星档案，我们分析了围绕光谱类G、K和M恒星运行的低质量系外行星（MP < 0.13 MJ）的行星质量和恒星金属丰度之间的相关性。这种相关性表明，两者之间存在指数律关系，仅用观察偏差无法完全解释。
2021-02-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Cross-sections for heavy atmospheres: H$_2$O self-broadening
超级地球和迷你海王星系外行星的发现意味着来自低质量、温带系外行星的大气信号正在被越来越多地研究。当行星经过其主星时获得的信号，称为过境深度，对于这些行星来说较小，因此更难以分析。太空望远镜詹姆斯韦伯（JWST）和阿里尔的发射将引起我们银河系中前所未有数量的系外行星光谱数据的质量和数量的爆炸。准确提取这些数据集的信息内容，从而使大气科学得以进行，将需要可靠的模型和技术。在这里，我们提出了模拟的富水大气的透射光谱分析，给出了证据的不可忽略的差异，在模拟过境深度时，H $_2$ O的自增宽是正确的占，与目前通常接受的标准相比，使用H $_2$和他扩大截面。我们的案例研究分析是在两个超级地球上进行的，重点是水基大气，从富含H $_2$到富含H $_2$ O。过境深度受到相当大的影响，增加值高达60 ppm，这是可以检测到的JWST和Ariel。对于较轻的（即$mu$ $\sim$ 4）大气，差异最为明显。我们的工作表明，这是必要的，该领域的系外行星光谱走向适应截面，越来越多的优化高μ大气的研究超级地球和迷你海王星。
2022-03-04 astro-ph.EP
A Super-Solar Metallicity For Stars With Hot Rocky Exoplanets
主恒星的金属丰度提供了一个衡量行星形成时原行星盘中的条件。使用超过20，000个开普勒恒星的样本，从LAMOST调查光谱金属丰度，我们探讨了系外行星人口如何依赖于宿主恒星金属丰度作为轨道周期和行星大小的函数。我们发现轨道周期小于10天的系外行星优先出现在富金属恒星周围（[Fe/H]~ 0.15 +-0.05 dex）。这些热的系外行星的出现率从亚太阳金属量恒星的10%增加到超太阳金属量恒星的30%。较冷的系外行星，存在于较长的轨道周期，构成系外行星种群的大部分，出现率>~ 90%，其主恒星金属丰度与太阳一致。在短轨道周期（P<10天），热岩石行星（<1.7 R_Earth）的主恒星金属丰度差异最大，金属丰度差异为[Fe/H] =~ 0.25 +- 0.07 dex。富含金属的恒星周围有过多的热岩石行星，这意味着它们要么与热行星有着共同的形成机制，要么在原行星盘的内边缘追踪到一个行星陷阱，这是金属含量依赖的。我们没有发现统计学上显著的证据，以前确定的趋势，小行星的宜居带周围的低金属丰度的恒星优先发现。反驳或确认这一趋势需要更大的光谱金属丰度样本。
2016-09-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
The metallicity of giant exoplanets around low-mass stars and how Ariel can help
University of Zurich（苏黎世大学）；Rice University（莱斯大学）；Carnegie Institution for Science（卡内基科学机构）；SRON, Space Research Organisation Netherlands（荷兰空间研究组织）
本研究针对小质量恒星周围巨型系外行星，利用GEMS观测数据结合模型分析其金属丰度，指出需借助JWST和Ariel望远镜的大气测量数据改善简并性，以约束行星形成理论。
2026-09-07 astro-ph.EP
Modelling the effect of stellar metallicity on the XUV evolution of low-mass stars and its impact on exoplanet atmospheres/habitability
本研究建模恒星金属丰度对低质量恒星XUV演化及系外行星大气的影响，发现富金属恒星自转减慢更快、宜居带XUV通量更大，导致大气蒸发更快，且高质量恒星中金属丰度影响超过初始自转周期。
2025-09-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Towards a new era in giant exoplanet characterisation
本研究指出结合Plato的恒星年龄测量与Ariel及JWST的大气观测，可将巨型系外行星整体金属丰度不确定性降低数倍，从而精确推断其成分。
2023-05-24 astro-ph.EP
JWST Transit Spectra II: Constraining Aerosol Species, Particle-size Distributions, Temperature, and Metallicity for Cloudy Exoplanets
JWST将首次提供从光学到中红外的连续波长覆盖的中等分辨率过境光谱。在本文中，我们说明了不同的气溶胶种类，尺寸分布和空间分布编码信息JWST过境光谱。我们使用过境光谱建模代码METIS，随着米氏理论和几个灵活的处理气溶胶的大小和空间分布进行参数敏感性研究，计算过境贡献函数，计算雅可比矩阵，并检索参数与马尔可夫链蒙特卡罗。更广泛的波长覆盖范围的JWST将可能包括足够的非灰色气溶胶的行为，以恢复有关粒子的种类和尺寸分布的信息，特别是如果从气溶胶产生的独特的共振功能存在。在JWST波长范围内，光学和中红外通常提供关于0.1-1 $μ$ m大小的气溶胶的信息，而近红外到中红外波长通常提供关于气体吸收的信息，即使存在气溶胶。红外线中强烈的气体吸收特征通常仍然可见，即使当云和薄雾使目前可观察到的光谱的光学和近红外部分变平时。对于气溶胶性质、温度和表面重力的某些组合，尽管存在气溶胶，人们仍然可以精确测量金属丰度，但更常见的是，多云或朦胧大气的检索金属丰度的精确度显着低于具有类似性质的晴朗大气。未来的努力，以安全地链接气溶胶性质的大气金属丰度和温度在物理动机的方式将最终使一个强大的物理理解的过程中发挥作用，在多云，朦胧的系外行星大气。
2020-06-30 astro-ph.EP
Model atmospheres of irradiated exoplanets: The influence of stellar parameters, metallicity, and the C/O ratio
限制系外行星光谱外观的许多参数仍然知之甚少。因此，我们研究了辐射的系外行星大气的性质在很宽的参数范围内，包括金属丰度，C/O比和主机光谱型。我们计算了一维辐射对流大气网格和发射光谱。我们执行的计算与我们的新的压力温度迭代器和光谱发射计算器行星大气（PETIT）代码，假设化学平衡。大气结构和光谱可在网上查阅。我们发现，碳氧比为$\sim$ 1和$T_{\rm eff}$ $\gtrsim$ 1500 K的行星的大气层由于碱金属的加热而出现反转，这是因为主要的冷却剂CH $_4$、H $_2$ O和HCN被耗尽。因此，温度反转可能会发生没有额外的吸收剂，如TiO和VO的存在。在低温下，我们发现光球层的压力水平强烈影响大气不透明度是否主要由水（低C/O）或甲烷（高C/O），或两者（无论C/O）。对于热的、富碳的物体，这个压力水平决定了大气中是甲烷还是HCN占主导地位。此外，我们发现，晚光谱型的宿主星导致行星大气具有更浅，更等温的温度分布。与先前的工作一致，我们发现，对于行星与$T_{\rm eff}$ $<$ 1750 K的水或甲烷占主导地位的光谱之间的过渡发生在C/O $\sim$ 0.7，而不是$\sim$ 1，因为冷凝优先除去氧。
2015-09-24 astro-ph.EP
A Sub-Neptune Exoplanet with a Low-Metallicity Methane-Depleted Atmosphere and Mie-Scattering Clouds
由于在太阳系中没有类似的行星，数千颗质量和半径介于地球和海王星之间的系外行星的发现是系外行星科学的一大惊喜。这些超级地球和次海王星可能代表了行星形成的最常见结果。质量和半径的测量表明，大体积组成的多样性比气体巨星要大得多;然而，分子吸收的直接光谱检测和对气体混合比的限制在很大程度上仍然局限于比海王星更大的行星。在这里，我们分析了哈勃/斯皮策太空望远镜数据集的12次凌日和20次日食的次海王星GJ 3470 b，其质量为12.6 $M_\oplus$，使其接近以前研究的外海王星（22-23 $M_\oplus$）和已知具有岩石密度的系外行星（7 $M_\oplus$）之间的中点。经过多年的积累，我们的数据集提供了对水吸收（>5 $σ$）的稳健检测和对迄今为止辐射最低的行星的热发射检测。我们揭示了一个低金属含量，氢为主的大气类似于一个气体巨星，但强烈耗尽甲烷气体。低的，接近太阳的金属丰度（O/H=0.2-18）对低质量下潜在的行星形成过程以及随后的固体吸积设置了重要的限制。甲烷丰度低表明甲烷被破坏的效率比以前预测的要高得多，这表明CH $_4$ /CO转换曲线必须重新审视近距离行星。最后，我们还发现在2-3 $μ$米米氏散射特性的云不透明度急剧下降，这使得对云颗粒大小的限制变窄，并使GJ 3470 b成为JWST中红外表征的关键目标。
2019-06-30 astro-ph.EP
Properties and occurrence rates of $Kepler$ exoplanet candidates as a function of host star metallicity from the DR25 catalog
系外行星的出现率与其宿主恒星性质之间的相关性为行星形成过程提供了重要线索。我们研究了观测到的系外行星的性质（半径，质量和轨道周期）作为其宿主恒星金属丰度的函数的依赖性。我们分析了来自最新$Kepler$数据发布DR 25（Q1-Q17）的2800多个$Kepler$候选者的行星半径和轨道周期，并根据$Gaia$ ~ DR 2作为宿主恒星金属丰度的函数（来自Q1-Q17（DR 25）恒星和行星目录）修订了行星半径。通过更大的样本和改进的半径测量，我们能够重新确认文献中以前的结果。我们发现，随着行星半径的增加，主恒星的平均金属丰度增加。我们证明了这一点，首先计算不同半径箱的平均宿主恒星金属丰度，然后通过计算行星半径和宿主恒星金属丰度的函数的发生率来补充这些结果。我们发现一个类似的趋势之间的主恒星金属丰度和行星质量：平均主恒星金属丰度增加，行星质量的增加。然而，对于质量为$> 4.0\, M_\mathrm{J}$的行星，这种趋势正好相反：主恒星的金属丰度随着行星质量的增加而下降。我们进一步研究了主恒星金属丰度和行星轨道周期之间的相关性。我们发现，对于轨道周期小于10天的行星，主恒星的平均金属丰度高于周期大于10天的行星。
2018-09-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Improved Modeling of the Rossiter-McLaughlin Effect for Transiting Exoplanets
提出了一个改进的公式，用于计算由于Rossiter-McLaughlin（RM）效应引起的行星凌日过程中恒星的异常径向速度。改进来自一个更现实的描述恒星吸收线轮廓，考虑到恒星旋转，宏观湍流，热展宽，压力展宽，仪器展宽。虽然公式推导的情况下，径向速度测量的互相关，我们通过数值模拟表明，该公式准确地描述了径向速度测量的情况下，碘吸收池技术。该公式依赖于描述宏观湍流，仪器展宽和其他展宽机制的参数的先验知识，但即使这些参数中有30%的误差，在典型情况下也不会显着改变结果。我们表明，新的解析公式同意与以前的已计算的情况下，通过数值模拟。最后，作为新公式的一个应用，我们重新评估了差异旋转对RM速度异常的影响。我们表明，快速旋转的恒星的差分旋转可能会对未来的RM观测产生重大影响。
2011-08-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
The effect of metallicity on the atmospheres of exoplanets with fully coupled 3D hydrodynamics, equilibrium chemistry, and radiative transfer
在这项工作中，我们进行了一系列的模拟GJ~ 1214 b的大气假设不同的金属丰度使用英国气象局统一模式（UM）。UM是一个大气环流模式（GCM），它解决了深层的，非流体静力学的运动方程，并使用灵活和准确的辐射转移计划，基于双流和相关的$k$近似，计算加热率。在这项工作中，我们始终耦合一个经过充分测试的吉布斯能量最小化方案，以解决化学平衡丰度在每个网格单元中的局部元素丰度的一般集合，进一步提高了模型的灵活性和准确性。随着大气中金属含量的增加，我们发现动力学和热结构发生了显着变化，随后影响了模拟的相位曲线。我们发现的趋势是定性与以前的作品一致，但与定量的差异。我们详细研究了通过将机制分解成组分来增加金属度的效果，包括平均分子量、热容和不透明度。我们发现不透明度效应是改变环流和热力结构的主要机制。这一结果突出了在三维GCM中精确计算不透明度和辐射转移的重要性。
2018-01-03 astro-ph.EP
Transiting exoplanets from the CoRoT space mission IX. CoRoT-6b: a transiting `hot Jupiter' planet in an 8.9d orbit around a low-metallicity star
CoRoT卫星系外行星团队在本文中宣布了其第六颗凌日行星。我们描述和讨论卫星观测以及补充地面观测-光度和光谱-进行评估的行星性质的对象，并确定其具体的物理参数。这里报告的发现是一颗“热木星”行星，其轨道为8.9 d，18个恒星半径，或0.08 AU，距离其主星，这是一颗太阳型恒星（F9 V），估计年龄为3.0 Gyr。这颗行星的质量是木星的3倍。该恒星的金属丰度比太阳低0.2 dex，并且具有相对较高的$^7$ Li丰度。虽然这条亮曲线显示的活动水平比，太阳，没有光谱活动的迹象，例如，[Ca ] H&K线。
2010-01-09 astro-ph.EP
The LEECH Exoplanet Imaging Survey: Characterization of the Coldest Directly Imaged Exoplanet, GJ 504 b, and Evidence for Super-Stellar Metallicity
当气体巨行星和棕矮星辐射出它们形成时的余热时，它们通过从L到T的光谱型转变冷却，其中包括云不透明度的消散和强烈甲烷吸收的出现。虽然有数百颗已知的T型棕矮星，但第一代直接成像的系外行星都是L型。最近，Kuzuhara等人（2013）宣布发现了第一颗T型矮系外行星GJ 504 b。GJ 504 b提供了一个独特的机会来研究一种新型系外行星的大气层，其温度约为500 K，弥合了第一个直接成像的行星（约1000 K）和我们自己的太阳系木星（约130 K）之间的差距。我们在三个窄的L波段滤光片（3.71，3.88和4.00微米）中观察到GJ 504 b，跨越宽甲烷基本吸收特征（3.3微米）的红端，作为LEECH系外行星成像调查的一部分。通过将我们的新测光和文献测光与自定义模型大气网格进行比较，我们能够首次拟合GJ 504 b的不寻常光谱能量分布。我们发现GJ 504 b与具有以下参数的模型拟合良好：T_eff=544+/-10 K，g<600 m/s^2，[M/H]=0.60+/-0.12，f_sed的云不透明度参数=2-5，R=0.96+/-0.07 R_Jup，log（L）=-6.13+/-0.03 L_Sun，这意味着在0.1-6.5 Gyr的保守年龄范围内，热启动质量为3-30 Mjup。特别有趣的是，我们的模型拟合表明GJ 504 b具有超恒星金属丰度。由于行星形成可以产生具有非恒…
2015-11-30 astro-ph.EP
The Effect of Clouds as an Additional Opacity Source on the Inferred Metallicity of Giant Exoplanets
本文通过耦合大气、内部与演化计算，研究云不透明度和深度对受辐照气态巨行星推断金属丰度的影响，发现深而光学极厚的云可提高重元素质量估计。
2019-11-04 astro-ph.EP
Effectively Calculating Gaseous Absorption in Radiative Transfer Models of Exoplanetary and Brown Dwarf Atmospheres
复杂的大气反演算法，如嵌套采样，通过迭代数百万的辐射转移（RT）计算来探索大的参数空间。检索参数的概率分布函数对RT正演模型中的假设高度敏感。RT模型之间的一个关键区别是整个大气中气体吸收的计算。我们比较两种方法计算气体吸收，截面和相关的$k$，通过检查他们得到的光谱的一些典型的\ce{H2} -他为主的系外行星和褐矮星大气。我们还考虑了包括\ce{H2} -He压力增宽在这些例子中的一些的影响。我们使用NEMESIS来计算前向模型。我们的$k$表通过与在线提供的ExoMol横截面和逐线计算进行比较来验证。对于典型的分辨率（$Δν= 1$ cm $^{-1}$）的测试情况下，我们表明，截面法高估了大气中存在的吸收量，应谨慎使用。对于混合气体的气氛中的光谱形态的变化，产生'鬼'的功能。这两种方法产生的通量差异高达几个数量级。谱线的压力增宽的增加增加了通量的额外数量级的变化。这些效应在褐矮星和二次日食几何中更为明显。我们注意到，相关- $k$可以产生类似的结果非常高分辨率的横截面，但计算成本低得多。我们的结论是，不准确的使用截面和遗漏的压力加宽可能是错误的关键来源建模的棕矮星和系外行星的大气。
2019-03-10 astro-ph.EP
An upper boundary in the mass-metallicity plane of exo-Neptunes
随着探测技术的进步，小质量、小尺寸系外行星的数量正在迅速增加。然而，其特征和形成机制尚未完全了解。主恒星的金属丰度是这些过程中的一个关键参数，可以影响这些行星的出现率或物理性质。虽然已经发现了巨行星的频率-金属丰度相关性，但对于较小的行星，这仍然是一个持续的争论。使用公布的157个样本的参数轻于40 Mearth，我们探索海王星和超级地球的质量金属丰度空间。我们表明存在一个最大的质量，增加金属丰度，这也取决于这些行星的周期。这似乎有利于原位形成或替代金属性驱动的迁移机制。它还表明海王星（在10到40米地球之间）的频率像巨行星一样与宿主恒星的金属丰度相关，而超级地球（<10米地球）则没有相关性。
2016-04-28 astro-ph.EP
Metallicity of M dwarfs: the link to exoplanets
M型矮星的恒星参数的确定在星系天文、恒星天文和行星天文学领域具有重要意义。M星是研究最少的银河系组成部分，就其基本参数。然而，它们是银河系中数量最多的恒星，并贡献了银河系总（重子）质量的大部分。特别是，我们对它们的金属丰度感兴趣，以便研究恒星与行星的联系并改进行星参数。作为初步结果，我们提出了Bonfils等人（2005年），Johnson & Apps（2009年）和Schlaufman & Laughlin（2010年）的金属丰度校准测试，使用了17个具有精确V波段测光的新样本。
2011-01-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Photochemical Haze Formation in the Atmospheres of super-Earths and mini-Neptunes
紫外线辐射可在系外行星大气中引发光化学过程，并产生烟雾颗粒。最近的观测表明，薄雾和/或云层可能存在于系外行星的上层大气中。霾粒子在行星大气中起着重要作用，并可能为表面提供有机物质的来源，这可能影响生命的起源或进化。然而，关于寒冷、高金属含量的系外行星大气中的光化学过程的信息知之甚少。在此之前，我们在实验室大气模拟实验中使用AC等离子体作为能源研究了霾的形成和颗粒尺寸分布。在这里，我们使用UV光子而不是AC等离子体来启动化学反应，因为UV辐射驱动的光化学反应对于理解系外行星大气层很重要。我们提出了光化学烟雾的形成在目前的紫外线实验中，我们调查了一系列的大气金属（100倍，1000倍，和10000倍太阳金属）在三个温度（300 K，400 K，和600 K）。我们发现，在所有模拟的大气中产生的光化学烟雾与温度相关的生产率：在每个金属丰度组中产生的颗粒随着温度的升高而减少。用原子力显微镜拍摄的图像显示颗粒尺寸（15-190 nm）随温度和金属度而变化。我们的实验室实验结果为光化学烟雾的形成和性质提供了新的见解，这可以指导系外行星大气建模，并有助于分析和解释当前和未来的系外行星观测。
2018-05-26 astro-ph.EP
Mass-Metallicity Trends in Transiting Exoplanets from Atmospheric Abundances of H$_2$O, Na, and K
大气成分可以提供行星系形成和迁移历史的有力诊断。利用最新的透射光谱和新的H $_2$加宽的Na和K的不透明度，我们研究了凌日系外行星样本中H $_2$ O，Na和K的大气丰度的约束。我们的19颗系外行星样本从冷的迷你海王星到热的海王星，平衡温度在$\sim$ 300到2700 K之间。使用均匀贝叶斯反演，我们报告大气中Na，K和H $_2$ O的丰度，以及它们的检测意义，确认6颗行星具有强Na检测，6颗具有K，14颗具有H $_2$ O。我们发现一个质量金属丰度的趋势增加H $_2$ O丰度与质量减少，一般跨越亚恒星的气体巨星和恒星/超恒星的海王星和迷你海王星的值。然而，从迷你海王星到热海王星，H $_2$ O丰度的总体趋势明显低于太阳系巨行星中碳的质量-金属丰度关系和系外行星的类似预测。另一方面，气体巨星的Na和K丰度是恒星或超恒星的，彼此一致，通常与太阳系的金属丰度趋势一致。高温气体巨星中的H $_2$ O丰度可能是由于相对于其他元素的氧丰度较低，而不是整体金属丰度较低，并对其形成机制提供了新的限制。物种丰度的不同趋势表明，在大气反演中不应使用以金属丰度作为一个自由参数的化学平衡模型，因为不同的元素可能得到不同的增强。
2019-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Library of Exoplanet Atmospheric Composition Measurements: Population Level Trends in Exoplanet Composition with ExoComp
研究将气态巨行星成分测量数据收集入库，开发开源工具ExoComp统一丰度定义，发现系外行星金属丰度系统增强、C/O比受限及不同光谱测量间存在显著差异，揭示了更陡峭的质量-金属丰度趋势。
2025-10-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
The origin of the high metallicity of close-in giant exoplanets: Combined effect of the resonant and aerodynamic shepherding
背景：最近的研究表明，许多巨大的系外行星与它们的主恒星相比，富含重元素，并且含有几十个地球质量或更多的重元素。这种富集被认为是由形成后期的星子吸积所带来的。然而，先前的动力学模拟表明，行星无法通过原位小行星吸积来收集如此多的重元素。目的：研究一颗向内迁移的巨行星是否能有效地捕获星子，以显著增加其金属性。方法：我们对迁移的巨行星和原行星气体盘中的微行星进行轨道积分，以推断行星吸积的微行星质量。结果：我们发现平均运动共振捕获和空气动力学气体阻力这两个引导过程抑制了迁移行星的平微捕获。然而，放大的天平动允许共振中高度激发的星子逃离共振陷阱并被行星吸积。因此，我们表明，一个迁移的巨行星捕获行星imals与几十个地球质量的总质量，如果行星形成在几十个AU在一个相对巨大的磁盘。我们还发现，在有限的半长轴范围内，星子的捕获是有效的，并且被捕获的星子总质量随着迁移距离的增加而增加。我们的研究结果对于理解巨行星金属丰度和质量之间的关系具有重要意义，因为我们认为它反映了行星的形成位置，或者更准确地说，失控气体吸积发生的位置。我们还认为，所观察到的富含金属的近距离彗星是从它们形成的地方迁移到现在的位置的。
2019-11-06 astro-ph.EP
Theoretical Transmission Spectra of Exoplanet Atmospheres with Hydrocarbon Haze. II. Dependence on UV Irradiation Intensity, Metallicity, C/O Ratio, Eddy Diffusion Coefficient, and Temperature
最近的透射光谱显示，云和薄雾在近距离系外行星的大气中很常见。在这项研究中，使用光化学，微物理和透射光谱模式的近距离温暖，（$\lesssim$ 1000 K）系外行星大气，我们在我们的前一篇论文中新开发的（Kawashima & Ikoma 2018），我们研究了雾霾颗粒和气态物质的垂直分布，以及在宽范围的模型参数（包括紫外辐射强度，金属含量，碳氧比（C/O）、涡流扩散系数和温度。对金属丰度的敏感性特别令人感兴趣。我们发现，金属丰度的上升基本上导致烃的光解离速率降低，因此降低了混浊单体的产生速率。这是由于存在于比碳氢化合物更高的海拔处的主要光子吸收剂（例如$\mathrm{H_2O}$、$\mathrm{CO}$、$\mathrm{CO_2}$和$\mathrm{O_2}$）的增强的光子屏蔽效应。我们还发现，在相对较短的波长（$\lesssim$ 2-3 $μ$ m），在透射光谱中的吸收功能是最明显的中等金属丰度，如100倍的太阳金属丰度，而较低的金属丰度较强的吸收功能在相对较长的波长（$\gtrsim$ 2-3 $μ$ m），其中霾的贡献很小。这是因为两个竞争性的影响，降低烟雾的生产率和大气尺度的高度较高的金属。对于其他模型参数，我们发现，较强的吸收功能出现在较低的紫外线照射，较低的C/O比，较高的涡流扩散系数，和较高的温度的大气的透射光谱。
2019-04-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exoplanet albedo spectra and colors as a function of planet phase, separation, and metallicity
第一代光学日冕望远镜将获得附近恒星周围的冷气体和冰巨型系外行星的图像。行星-恒星距离大于1天文单位的系外行星的反射光谱主要由1 μm以上的反射光组成，并被分子吸收特征所打断。我们考虑了系外行星的光谱和颜色如何随着行星-恒星分离，金属丰度，质量和木星和海王星类似物从0.35到1 μm的观测相位而变化。我们模拟木星类似物的重元素丰度为太阳的1倍和3倍，海王星类似物为10倍和30倍。我们的模型行星以0.8 AU，2 AU，5 AU和10 AU的间距围绕太阳模拟母星运行。我们使用辐射对流模式来计算温度-压力分布。巨大的系外行星在0.8 AU处无云，在2 AU处有H2O云，在5 AU和10 AU处有NH3和H2O云。对于每个模型行星，我们计算中等分辨率的光谱作为相位的函数。云的存在和结构强烈地影响光谱。由于行星的图像将无法解析，它们的相位可能并不明显，因此需要多次观测来区分行星-恒星分离、金属丰度和相位的影响。我们考虑的范围内的光谱和颜色的这些组合效果。例如，我们发现云的光谱影响更多地取决于行星-恒星的分离，因此温度比金属丰度更高，并且区分多云的1x和3x海王星比区分10 x和30 x海王星更容易。除了碱金属和甲烷外，我们的木星模型还显示了0.94 μm附近的H2O吸收特征。我们还预测，巨大的太阳系外行星接收更大的日照比木星将表现出更高的赤道到极点的温度梯度比木星上发现，因此可能有不同的大气…
2010-09-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Exoplanet Atmosphere Forecast: Observers Should Expect Spectroscopic Transmission Features to be Muted to 33%
为了确保对系外行星大气透射光谱进行强有力的限制，未来的观测需要获得高信噪比（SNR）测量，假设分子特征的振幅小于清晰的太阳金属丰度大气。分析37个系外行星的透射光谱，我们发现在<7%的情况下测量到了清晰的太阳分子特征。
2019-08-25 astro-ph.EP
Giant exoplanets are not fully mixed
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；University of Zurich（苏黎世大学）
该研究利用JWST数据发现多数暖巨行星内部并非完全混合，大气金属丰度无法代表整体成分，混合不充分是普遍现象，且太阳系巨行星无异常，或表明部分混合是巨行星形成的普遍结果。
2026-08-18 astro-ph.EP
H2-Induced Pressure Broadening and Pressure Shift in the P-Branch of the v3 Band of CH4 from 300 to 700 K
为了对系外行星大气观测进行准确建模，需要对高温下各种气体的红外吸收线压力展宽进行量化。高分辨率的高温H2压力展宽光谱记录的CH 4 v3带的P-分支。在2840和3000 cm^{-1}之间，温度和压力分别在300和700 K之间，10和933 Torr之间，测量的116个跃迁的线宽被用来找到压力和温度加宽以及压力引起的线位移的旋转和四面体对称相关系数。新的压力展宽数据将是有用的辐射传输模型检索观测expolanet大气的属性。
2019-05-27 astro-ph.EP
Heavy metal rules. I. Exoplanet incidence and metallicity
只有少数系外行星的发现需要在巨行星的出现与其宿主恒星的金属丰度之间建立相关性。这一发现已经过去了20多年，然而，许多问题仍然在激烈的争论中：这种关系的起源是什么？巨行星-金属丰度关系（在贫金属区）的确切函数形式是什么？这种关系是否存在于类地行星中？所有这些问题对于我们理解围绕不同类型恒星的不同类型行星的形成和演化非常重要，也是本手稿的主题。除了对金属丰度在系外行星形成中的作用进行全面的文献综述外，我还使用SWEET-Cat目录提供的大量均匀数据重新访问了文献中报道的大多数行星-金属丰度相关关系。这项研究导致了几个新的结果和结论，其中两个我认为值得在摘要中强调：i）亚木星质量行星（$\sim$ 0.6 - 0.9~M $_{\jupiter}$）的宿主系统地比木星质量行星的宿主金属少。这一结果可能与更长的磁盘寿命和更高数量的行星建筑材料有关，这些材料在高金属丰度下可以形成更大质量的类地行星。ii）与前面的观点相反，我们的数据和结果不支持在4~M $_{\jupiter}$处存在一个行星质量断点，在该断点之上和之下的行星形成通道是不同的。然而，结果也表明，相同（高）质量的行星可以通过不同的通道形成，这取决于（盘）恒星质量，即环境条件。
2019-02-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation and evolution of exoplanets in different environments
系外行星学家的最终目标是发现地球以外的生命，并充分了解我们在宇宙中的位置。尽管我们从未如此接近实现这一目标，但我们仍然需要了解行星如何以及在哪里（有效地）形成。在这篇手稿中，我简要地讨论了恒星金属丰度和化学对系外行星形成和演化的重要作用。
2017-01-06 astro-ph.EP
Giant exoplanet composition: Why do the hydrogen-helium equation of state and interior structure matter?
本文通过演化模型研究H-He物态方程与内部结构对45颗暖巨系外行星整体金属度推断的影响，量化了模型与观测不确定性，并指出精确半径和年龄测量的重要性。
2024-10-28 astro-ph.EP
A Precise Metallicity and Carbon-to-Oxygen Ratio for a Warm Giant Exoplanet from its Panchromatic JWST Emission Spectrum
本文利用JWST首次获取温暖亚木星系外行星WASP-80 b的2.4-12 $μ$m全色发射光谱，探测到多种碳氧分子并精确测定其大气金属丰度与碳氧比，发现其成分与高质量恒星周围热气态巨行星一致，揭示了相似的形成路径。
2025-06-02 astro-ph.EP
Transiting exoplanets from the CoRoT space mission. XIII. CoRoT-13b: a dense hot Jupiter in transit around a star with solar metallicity and super-solar lithium content
我们宣布发现凌日行星CoRoT-13 b。CFHT和IAC 80的地面跟踪证实了CoRoT的观察结果。这颗行星的质量是用HARPS摄谱仪测量的，而主星的性质是通过分析凯克望远镜的HIRES光谱得到的。它是一颗热的类木星行星，轨道周期为4.04天，质量为1.3木星，半径为0.9木星，密度为2.34 g cm-3。它的轨道是一颗G 0 V恒星，Teff= 5945 K，M*=1.09 Msun，R*=1.01 Rsun，太阳金属丰度，锂含量为+1.45 dex，估计年龄在0.12 Gyr到3.15 Gyr之间。恒星的锂丰度与其有效温度、活动水平和恒星分析得出的年龄范围一致。这颗行星的密度对于它的质量来说是极端的。它意味着存在一定量的重元素，质量在140到300 Mearth之间。
2010-07-30 astro-ph.EP
A Uniform Determination of the Bulk Metallicities and Alpha Enrichments of Confirmed Exoplanet Systems with TRES
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（天体物理学中心 | 哈佛与史密森尼学会）；Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究所）
本文利用TRES的高分辨率光谱数据，对625颗F、G、K型恒星进行光谱学表征，确定其恒星参数及α富集，揭示金属丰度与系外行星特性之间的联系，并发现低金属丰度恒星可能更易形成巨行星。
2026-05-11 astro-ph.EP
Connecting Giant Planet Atmosphere and Interior Modeling: Constraints on Atmospheric Metal Enrichment
通过光谱分析确定大气特征是现代系外行星科学的一个重要工具，可从内部结构模型提供的背景中获益匪浅。特别是，行星的整体金属丰度$Z_p$为潜在的大气金属丰度设定了上限。在这里，我们构建内部结构模型，以获得$Z_p$和大气金属丰度上限的403个已知的过境巨型系外行星。这些限制足够低，可以有效地为大气模型提供信息。此外，我们认为，比较$Z_p$观察到的大气金属丰度提供了一个有用的措施如何混合金属在行星内。这为了解行星内部提供了一条新的途径。为了帮助在未来的表征新的行星发现，我们推导出分析前的预测大气金属丰度作为行星质量的函数，并评估我们的方法对木星和土星的有效性。我们包括对数线性拟合，用于近似不在我们目录中的行星的金属丰度。
2019-03-05 astro-ph.EP
WASP-127b transmission spectrum]{Abundance measurements of H$_{2}$O and carbon-bearing species in the atmosphere of WASP-127b confirm its super-solar metallicity
系外行星大气的化学丰度可以提供有关行星的整体组成、形成途径和演化历史的宝贵信息。具有大的、相对无云的大气层的系外行星，以及围绕明亮恒星运行的系外行星，为精确的丰度测量提供了最好的机会。因此，我们使用哈勃和斯皮策太空望远镜测量了明亮（V~10.2）、大（1.37 R $_{J}$）、亚土星质量（0.19 M $_{J}$）的系外行星WASP-127 b在近紫外到近红外波长范围（0.3 - 5 $μ$ m）的透射光谱。我们的研究结果显示了一个功能丰富的透射光谱，吸收Na，H $_{2}$ O，和CO $_{2}$，和波长相关的散射小颗粒凝聚体。我们运行了两种类型的大气反演模型：一种是强制化学平衡，另一种是自由拟合丰度。我们反演的Na、O和C的化学平衡丰度都是超太阳的，相对于太阳的丰度值分别为9 $^{+15}_{-6}$、16 $^{+7}_{-5}$和26 $^{+12}_{-9}$。尽管给出了相互矛盾的C/O比，两次检索都给出了超太阳CO $_{2}$体积混合比，这增加了WASP-127 b的散装金属丰度是超太阳的可能性，因为CO $_{2}$丰度对大气金属丰度高度敏感。我们在13.7 $σ$的显著性下检测到水。我们对Na的探测与以前的地面探测一致，尽管我们发现的丰度要低得多，尽管灵敏度提高了，但我们也没有发现Li或K的证据。在未来，JWST的光谱学将能够限制WASP-127 b的…
2020-10-15 astro-ph.EP
Factors Affecting the Radii of Close-in Transiting Exoplanets
系外行星的半径可能受到各种因素的影响，包括辐射、行星质量和重元素含量。现在已经发现了相当数量的凌日系外行星，其质量、半径、半长轴、宿主恒星金属丰度和恒星有效温度都是已知的。本文利用多元回归模型，对119颗凌日行星在三种不同质量状态下的行星半径与行星平衡温度T_eq、行星质量M_p、恒星金属丰度[Fe/H]、轨道半长轴a和潮汐加热率H_tidal的关系进行了研究。我们确定，加热导致更大的行星半径，正如预期的那样，增加质量导致增加或减少的半径的低质量（<0.5R_J）和高质量（>2.0R_J）的行星，分别（没有质量的影响，在100倍质量的行星），和增加的主恒星金属丰度导致更小的行星半径，表明主恒星金属丰度和行星重元素含量之间的关系。对于土星质量的行星，其半径的拟合公式为log（R_p/R_J）=-0.077+0.450 log（M_p/M_J）-0.314[Fe/H]+0.671 log（a/AU）+0.398 log（T_eq/K）。大质量行星的半径可用log（Rp/RJ）=-2.217+0.856 log（T_eq/K）+0.291 log（a/AU）拟合。大质量行星半径的最佳拟合公式为log（R_p/R_J）=-1.067+0.380 log（T_eq/K）-0.093 log（M_p/M_J）-0.057[Fe/H]+0.019 log（H_tidal/1x 10 ^{20}）…
2012-02-28 astro-ph.EP
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
The origin of the high metallicity of close-in giant exoplanets II The nature of the sweet spot for accretion
巨行星的组成反映了它们的形成历史。在行星迁移阶段的星子吸积可能导致重元素进入巨行星。在我们之前的论文（Shibata et al. 2020）中，我们表明行星迁移期间的星子吸积发生在原行星盘的一个相当狭窄的区域，我们称之为“吸积的最佳点”。本文的目标是揭示甜蜜点的性质，并研究甜蜜点在确定气体巨行星组成中的作用。我们通过分析推导出最佳点所需的条件。然后，我们比较推导的方程与数值模拟。我们发现，甜蜜点所需的条件可以表示的比例的气体阻尼时标的小行星轨道和行星迁移时标。如果行星迁移的时间尺度与盘表面气体密度成反比，则最佳点的位置不随盘的演化而改变。被行星吸积的星子的质量取决于被平均运动共振引导的星子的数量。我们的分析表明，数十个地球质量的微行星可以被引导到甜蜜点，而不会发生微行星碰撞。然而，当更多的微行星陷入平均运动共振时，碰撞级联会导致微行星的碎裂。这可能会影响最佳点的位置和行星系中小天体的数量。我们得出结论，气体巨行星的组成取决于行星在形成过程中是否越过了最佳点。限制冷巨行星的金属丰度，预计将在最佳点之外，将揭示理解巨行星中重元素起源的关键信息。
2021-12-23 astro-ph.EP
Clouds of Fluffy Aggregates: How They Form in Exoplanetary Atmospheres and Influence Transmission Spectra
透射光谱测量表明，在系外行星大气中，高空云无处不在。理论研究已经调查了高空云的形成过程;然而，云粒子通常被近似为致密的球体，这对于可能构成系外行星云的固体矿物粒子并不总是正确的。在这里，我们调查云粒子的孔隙度如何在系外行星大气中演变，并影响云的垂直廓线。首先，我们建立了一个孔隙度演化模型，考虑到分形聚集和压缩的云粒子集合。使用云微物理模型与孔隙度模型相结合，我们证明了粒子的内部密度可以显着降低在云的形成。结果，蓬松聚集云上升到的高度比迄今为止假设的致密球形云高得多。我们还研究了如何蓬松聚集云影响透射光谱。我们发现，云在很大程度上掩盖了分子的功能，并产生一个由聚集体的散射特性起源的光谱斜率。最后，我们将合成光谱与GJ 1214 b的观测结果进行了比较，发现如果大气金属丰度足够高（$\ge100\times$太阳）和单体尺寸足够小（$r_{\rm mon}<1~{\rm μm}$），则可以解释其平坦的光谱。高金属丰度的大气层可能为探索过去GJ 1214 b的气体吸积过程提供线索。
2020-01-21 astro-ph.EP
HERMES: HiERarchical Modelling for Exoplanet Science
McGill University（麦吉尔大学）
提出HERMES多维贝叶斯框架，用于探测系外行星种群层面的相关性，并通过模拟验证其在Ariel任务等调查中恢复趋势的能力。
2026-06-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Theoretical vs. observational uncertainties: composition of giant exoplanets
为了描述巨型系外行星的特征并更好地了解它们的起源，需要了解行星的组成如何取决于其质量和恒星环境。在这项工作中，我们模拟了气态行星的热演化，并探讨了各种常见的模型假设，如不同的状态方程，不透明度和重元素分布如何影响推断的半径和金属丰度。我们研究如何将理论的不确定性转化为推断的行星半径和散装金属丰度的不确定性。虽然我们证实了以前在文献中报道的质量-金属丰度趋势，但当从所有行星中删除20个$M_{\oplus}$重元素核心时，这种相关性消失了。我们还表明，使用更新的氢氦状态方程导致更紧凑的行星。因此，我们提出了六个行星，应该被归类为膨胀的温暖行星。接下来，我们证明，包括不透明度增强由于富金属的信封照射行星的行星半径显着改变，这可能会对推断的金属丰度有很大的影响。尽管还有其他的模型假设在这项工作中没有被考虑，我们可以证明，计算的理论不确定性已经可以与观测的不确定性相当，甚至更大。因此，理论上的不确定性可能更大。因此，我们得出结论，巨行星理论模型的进展是至关重要的，以充分利用当前和未来的系外行星数据。
2020-09-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the Ordering of Exoplanet Systems
本文基于开普勒多行星系统数据研究行星半径排序，发现内侧行星更小的稳健趋势及其与金属丰度的关联，并提出行星排序可作为约束行星形成与演化模型的新观测量。
2025-08-18 astro-ph.EP
Pressure-dependent water absorption cross sections for exoplanets and other atmospheres
许多大气层（冷恒星、棕矮星、巨行星、太阳系外行星）主要由分子氢和氦组成。H $_2{}^{16}$ O是迄今为止在太阳系外行星大气中测量得最好的分子之一，也是褐矮星和富氧冷星大气中的主要化合物，但关于水蒸气与氢和氦碰撞后压力线加宽的实验和理论研究范围仍然有限。在300 - 2000 K温度范围内得到了水蒸气谱线的H $_2$和He展宽参数（转动量子数$J$达50）。使用两种方法计算线宽：（i）平均能量差法和（ii）$J$ \p $J$ \pp依赖性的经验表达式。基于这些宽度和BT 2线列表的Voigt轮廓用于生成对于300 - 2000 K和0.001 - 10 bar之间的固定温度和压力范围的高分辨率（$Δ\tildeν$ = 0.01 \cm）压力加宽截面。本文介绍了一种可用于确定中温中压下截面的插值方法。压力增宽参数和截面以新的ExoMol格式呈现。
2016-10-27 astro-ph.EP physics.ao-ph
Spectral signature of atmospheric winds in high resolution transit observations
对系外行星大气的研究表明，与我们太阳系的行星相比，系外行星大气具有很大的多样性。特别是木星型的系外行星，在近轨道上绕着它们的主恒星运行，所谓的热和超热彗星，由于它们增强的大气特征而被详细研究。由于它们的潮汐锁定状态，白天和黑夜之间的温差触发大气风，这可能导致观测中的各种指纹。空间分辨吸收线在过境，如钠（Na）可能是一个很好的示踪剂，这样的风。不同的工作解决了Na $^-$吸收线在不同的系外行星，显示不同的线宽。假设这可以归因于这样的纬向急流，这项工作模拟了这样的风对合成吸收线的影响。为此，凌日木星型行星的旋转速度类似于热和超热木星被认为是。研究表明，高风速可以重现不同的高分辨率过境观测推断的Na线廓线的加宽。对于平衡温度较低的行星，展宽值有减小的趋势。这可以解释为碱性线的电离所引起的大气阻力减缓了纬向喷流，有利于它们在热木星而不是超热木星上的存在。
2021-02-02 astro-ph.EP
A library of ATMO forward model transmission spectra for hot Jupiter exoplanets
我们提出了一个网格的前向模型透射光谱，采用等温温度-压力曲线，以及相应的平衡化学丰度为117个观测显着的热系外行星（平衡温度为547-2710 K）。这个模型网格已经开发了一个一维辐射对流化学平衡模式称为ATMO，最新的高温不透明度。我们提出了十个系外行星的观测，包括最佳拟合参数和$χ^{2}$地图的解释。与以前的工作，我们发现一个连续的从清晰到朦胧/多云的气氛，这个样本的热蒸发器。所有10颗行星的数据都与太阳下与太阳的C/O比、太阳金属丰度的0.005至10倍以及水一致，而不是甲烷主导的红外光谱。然后，我们探索不同系外行星的模拟大气光谱范围，基于温度，金属含量，C/O比，浑浊度和云量等特征。我们发现一个过渡值的金属丰度之间的10和50倍的太阳能，这导致透射光谱的实质性变化。我们还发现了一个转变值的C/O比，从水到碳物种占主导地位的红外光谱，发现由以前的工作，揭示了这个转变点的温度依赖性范围从$\sim$ 0.56到$\sim$ 1-1.3的平衡温度从$\sim$ 900到$\sim$ 2600 K。我们强调的潜力HCN和C $_2$ H $_2$的光谱特征来约束行星的金属丰度和C/O比，使用JWST观测。最后，我们的整个网格（$\sim$ 460，000个模拟）是公开的，可以直接与JWST模拟器PandExo一起用于规划观测。
2020-07-30 astro-ph.EP
A revisit of the Mass-Metallicity Trends in Transiting Exoplanets
本文分析了19颗凌日系外行星宿主恒星的高分辨率光谱，指出当前数据无法确证质量-金属含量趋势，并建议在2σ置信区间内需58颗HST或45颗JWST精度样本以探测该关系。
2024-02-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Lick-Carnegie Exoplanet Survey: A Saturn-Mass Planet in the Habitable Zone of the Nearby M4V Star HIP 57050
Keck/HIRES的精确径向速度揭示了一颗土星质量的行星绕着附近的M4 V恒星HIP 57050运行。这颗行星的最小质量为0.3千立方质量，轨道周期为41.4天，轨道偏心率为0.31。V波段测光揭示了一个明确的恒星旋转签名的主恒星的周期为98天，以及分离的径向速度变化的周期和加强开普勒起源所观察到的速度变化。这颗行星的轨道周期对应于HIP 57050的宜居带中的轨道，预计行星温度约为230 K。这颗恒星的金属丰度为[Fe/H] = 0.32+/-0.06 dex，是太阳系的两倍，是太阳系附近金属丰度最高的恒星之一。这颗新发现的行星提供了进一步的支持，即众所周知的F、G和K星的行星金属丰度相关性也延伸到M矮星区域。这颗行星凌日的先验几何概率只有1%左右。然而，预计的日食深度约为7%，比任何过境行星观测到的要大得多。虽然这种可能性很大，但这种凌日是值得追求的，因为它将允许通过HST的透射光谱对大气进行高质量的研究。在预期的行星有效温度下，大气层可能含有水云。
2010-04-26 astro-ph.EP
Heavy element enrichment of gas in surface-accretion disks: A possible origin of the mass-metallicity anti-correlation in exoplanets
Tokyo Institute of Technology（东京工业大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）
本文提出表面吸积盘模型，通过缓慢漂移的脆弱冰尘在雪线内富集水汽，解释了系外行星大气金属丰度与行星质量的反相关关系。
2026-05-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
