对褐矮星大气成分的研究有助于了解它们的形成和演化。同样，对系外行星大气层的研究有望限制其形成和演化状态。我们使用三维模拟，动力学云形成和动力学离子中性化学的结果来研究电离过程，这将影响他们的大气化学：超热彗星的白昼是由原子氢，而不是H $_2$ O。这样的行星大气表现出相当程度的热电离，并且云只在闪电留下化学示踪剂（例如HCN）的夜晚形成，可能足够长的时间可以被检测到。外部辐射可能会导致系外行星被高度电离的H $_3^+$形成气体的外壳所笼罩，并可能出现由天气驱动的极光。棕矮星使我们能够研究电子束在太阳系外的作用，天气系统驱动的极光样化学，以及强磁场对冷大气气体的影响。电子束在褐矮星（例如LSR-J1835）的高层大气中触发H $_3^+$的形成，H可能与它反应形成水合氢，H $_3$ O $^+$，作为一种寿命更长的化学示踪剂。棕矮星和超高温气体巨星可能是寻找H $_3$ O $^+$作为H $_3^+$产物的绝佳候选者。
英文摘要：
The study of the composition of brown dwarf atmospheres helped to understand their formation and evolution. Similarly, the study of exoplanet atmospheres is expected to constrain their formation and evolutionary states. We use results from 3D simulations, kinetic cloud formation and kinetic ion-neutral chemistry to investigate ionisation processes which will affect their atmosphere chemistry: The dayside of super-hot Jupiters is dominated by atomic hydrogen, and not H$_2$O. Such planetary atmospheres exhibit a substantial degree of thermal ionisation and clouds only form on the nightside where lightning leaves chemical tracers (e.g. HCN) for possibly long enough to be detectable. External radiation may cause exoplanets to be enshrouded in a shell of highly ionised, H$_3^+$-forming gas and a weather-driven aurora may emerge. Brown dwarfs enable us to study the role of electron beams for the emergence of an extrasolar, weather-system driven aurora-like chemistry, and the effect of strong magnetic fields on cold atmospheric gases. Electron beams trigger the formation of H$_3^+$ in the upper atmosphere of a brown dwarf (e.g. LSR-J1835) which may react with it to form hydronium, H$_3$O$^+$, as a longer lived chemical tracer. Brown dwarfs and super-hot gas giants may be excellent candidates to search for H$_3$O$^+$ as an H$_3^+$ product.
Ionisation in atmospheres of brown dwarfs and extrasolar planets VI: Properties of large-scale discharge events
亚恒星大气中的矿物云在各种电荷过程中起着催化剂的特殊作用。如果云是带电的，周围的环境就会被电激活，带电颗粒的集合体就会放电（例如通过闪电），这会显著影响当地的化学物质，创造出类似于早期行星大气中生命的条件。我们注意到，这种闪电放电也有助于大气的电离状态。我们适用于从实验室测量和数值实验漂移凤凰模型大气结果的放电过程的比例律模型的放电的传播向下（闪电）和向上（精灵）通过大气云层。我们评估闪电放电的空间范围和能量。受影响的大气体积（例如温度或电子数的增加）在棕矮星大气中（$10^8 -~10^{10}$ m $^3$）比在巨大气体行星中（$10^4 -~10^{6}$ m $^3$）大。我们的结果表明，在一个事件的总耗散能量是$<10^{12}$ J的所有模型的初始太阳金属丰度。第一次尝试表明闪电对局部气相的影响表明，CH和CH $_2$等小碳水化合物分子的增加是以CO和CH $_4$为代价的。形成尘埃的分子被破坏，云粒子的特性被冻结，除非有足够的时间完全蒸发。我们总结了可能适合观测太阳系外天体闪电的仪器。
The Unrealised Interdisciplinary Advantage of Observing High Mass Transiting Exoplanets and Brown Dwarfs -- Strategic Exoplanet Initiatives with HST and JWST White Paper
The Polar Vortex Hypothesis: Evolving, Spectrally Distinct Polar Regions Explain Short- and Long-term Light Curve Evolution and Color-Inclination Trends in Brown Dwarfs and Giant Exoplanets
Bridging the Gap: Using Brown Dwarfs to Examine Silicate Clouds in Giant Exoplanet Atmospheres
American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）；Dordt University（多尔特大学）；Center for Exoplanetary Systems, Space Science Institute（系外行星系统中心，空间科学研究所）；The Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生中心）
Revealing the Vertical Cloud Structure of a young low-mass Brown Dwarf, an analog to the beta-Pictoris b directly-imaged exoplanet, through Keck I/MOSFIRE spectro-photometric variability
年轻的褐矮星类似于巨大的系外行星，因为它们共享有效温度，近红外颜色和表面重力。因此，对年轻褐矮星的详细描述可能会为巨型系外行星的研究提供帮助，我们目前无法以足够的信噪比观察它们的大气层。2 MASS J22081363+2921215是一颗年轻的L3褐矮星，属于β-Pica-b年轻移动群（2300万年+/-300万年），与β-Pica-b巨型系外行星共享其有效温度和质量。我们用安装在凯克I望远镜上的MOSFIRE多目标摄谱仪对2 MASS J22081363+2921215进行了约2.5小时的J波段分光光度监测。我们测得其J波段光变曲线的最小变异幅度为3.22 +/-0.42%。2 MASS J22081363+2921215的最大和最小通量谱之间的比率显示出弱的波长依赖性和潜在的增强的变化幅度在碱性线。进一步分析表明，碱性线上的变异幅度高于整体变异幅度（4.5- 11%，取决于线）。如果我们将原始MOSFIRE光谱的分辨率降低到R~100，则这些谱线中的可变性幅度较低，这解释了为什么先前在HST/WFC 3光变曲线中没有发现这种潜在的碱性谱线增强的可变性。使用辐射传输模型，我们得到了不同的云层，可能会引入分光光度变化，我们观察到2 MASS J22081363+2921215，进一步支持测量增强的变化幅度在碱性线。我们提供了一个艺术的娱乐垂直云结构的β-Picadium b类似物…
多普勒成像使用高色散光谱技术生成旋转物体的2D全球地图。当应用于褐矮星和太阳系外行星时，这种技术可以以前所未有的细节约束全球大气动力学和/或磁场对这些物体的影响。我提出了第一个定量评估的前景多普勒成像的亚恒星物体与现有的设施和未来的巨型地面望远镜。K波段的观测灵敏度最高，但H和L波段也可用于这些目的。为了评估目标的数量和可用性，我还提出了一个汇编的光度变化，旋转周期（P）和投影旋转速度（v sin i）的棕矮星和系外行星的所有测量。几个明亮的物体已经可以用现有的仪器进行多普勒成像。随着巨大的地面望远镜的发展，多普勒成像将成为可行的几十个棕矮星和少数最明亮的直接成像的太阳系外行星（如β Pic b）。目前对P、v sin i和变异性的测量对于许多天体来说是不完整的，并且样本强烈地偏向于早期类型的天体（< L5）。因此，测量晚型物体的这些量的调查将特别有助于扩大通过多普勒成像进行全球天气监测的候选样本。
Helios-r2 -- A new Bayesian, open-source retrieval model for brown dwarfs and exoplanet atmospheres
我们提出了一个改进的，混合的CPU-GPU大气检索代码，太阳神-R2，这是适用于中等分辨率的发射光谱的棕矮星，在准备精确的大气光谱学在詹姆斯韦伯太空望远镜的时代。该模型在Exoclimes模拟平台上以开源代码的形式提供。我们对Helios-R2进行了一系列不同难度的测试。最简单的测试包括在使用相同的辐射转移技术、相同的不透明度实现和相同的化学模型生成的正演模型上进行模拟反演。最不平凡的测试涉及模拟检索合成光谱从索诺拉模型网格，它使用不同的辐射转移技术，不同的实现不透明度，和不同的化学模型。一个校准因子，这是包括捕捉褐矮星半径的不确定性，到褐矮星的距离和光谱的通量校准，可能会补偿，有时错误的，在建模选择和实施的差异。我们分析了基准褐矮星GJ 570 D和Epsan-Indi系统中的双星褐矮星伴星的光谱。检索到的表面重力与以前的研究和/或从动力学质量推断的值是一致的（仅适用于Ependium Indi Ba和Bb）。关于如何拒绝恢复的棕矮星半径的非物理值，仍然没有明确的标准。应非常谨慎地对待推断出的半径和相应的质量。检索到的碳氧比和金属丰度取决于是否假设化学平衡。
Prioritizing High-Precision Photometric Monitoring of Exoplanet and Brown Dwarf Companions with JWST -- Strategic Exoplanet Initiatives with HST and JWST White Paper
Revealing Short-period Exoplanets and Brown Dwarfs in the Galactic Bulge using the Microlensing Xallarap Effect with the \textit{Nancy Grace Roman Space Telescope}
\textit{Nancy Grace Roman Space Telescope}（\textit{ Roman}）将提供大量的微透镜光变曲线，其测光精度比正在进行的地面观测高得多。这样的光变曲线将使我们能够观察到以前难以检测的高阶微透镜效应。在本文中，我们研究了\textit{Roman}利用源星的轨道运动，即所谓的xallarap效应，探测和表征源系统中短周期行星和棕矮星（BD）的潜力。我们分析估计xallarap参数的测量不确定度使用Fisher矩阵分析。我们表明，\textit{Roman}银河系外行星巡天（RGES）可以检测到温暖的彗星质量下降到0.5 $M_{\rm Jup}$和轨道周期为30天，通过xallarap效应。假设由\citet{Cumming+2008}得到的行星频率函数，我们发现在微透镜巡天中，\textit{Roman}将探测到$\sim10$热、暖彗星和$\sim30$近距离黑洞。这些探测很可能伴随着对伴星质量和轨道要素的测量，这将有助于研究银河系凸起中近距离行星和BD种群的物理特性。
An optimised survey strategy for the ERIS/NIX imager: searching for young giant exoplanets and very low mass brown dwarfs using the K-peak custom photometric filter
Tempawral: A Time-Resolved Retrieval Framework for Variable Brown Dwarfs and Exoplanets
University of Hertfordshire（赫特福德大学）；University of Sheffield（谢菲尔德大学）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；SOKENDAI（综合研究大学院大学）；American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）；The Graduate Center City University of New York（纽约市立大学研究生中心）；Trinity College Dublin, The University of Dublin（都柏林三一学院，都柏林大学）
PICASO 4.0: Clouds and Photochemistry in Climate Models of Brown Dwarfs and Exoplanets
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；NASA Ames Research Center（美国国家航空航天局艾姆斯研究中心）；SETI Institute（搜寻地外文明研究所）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Dordt University（多尔特大学）；Space Science Institute（空间科学研究所）；University of Arizona（亚利桑那大学）；University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；University of St Andrews（圣安德鲁斯大学）；University of Bristol（布里斯托大学）；Carnegie Institution for Science（卡内基科学机构）；California Institute of Technology（加州理工学院）
A Physical Model-based Correction for Charge Traps in the Hubble Space Telescope's Wide Field Camera 3 Near-IR Detector and Applications to Transiting Exoplanets and Brown Dwarfs
PICASO 3.0: A One-Dimensional Climate Model for Giant Planets and Brown Dwarfs
即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）观测将使我们能够非常详细地研究系外行星和褐矮星大气。对这些即将到来的高信噪比观测的物理解释需要系外行星和褐矮星的精确大气模型。虽然在过去的三十年中已经开发了几个一维和三维大气模型，但这些模型通常依赖于化学平衡等简化假设，并且通常不是开源的，这限制了更广泛社区的使用和开发。提出了一个基于Python的一维大气辐射对流平衡模式。该模型继承了基于Fortran的代码（Marley et al.，1996}，它已被广泛用于模拟太阳系天体、褐矮星和系外行星的大气。简而言之，原始模型的基本能力是计算物体在辐射-对流平衡状态下的大气状态，给定其有效或内部温度、重力和主星性质（如果相关）。在新的模型中，这已被列入充分利用的代码库PICASO，我们已经添加了这些原始功能，以及自我一贯治疗不平衡化学的新能力。本规范广泛适用于以氢为主的大气（例如，褐矮星和巨行星）。
