On the abundance of non-cometary HCN on Jupiter
使用一维的热化学/光化学动力学和运输模型，我们研究了木星对流层中含氮物种的化学，试图解释HCN的低观测上限。我们跟踪N2-NH3和HCN-NH3在深，高温对流层的相互转化的主导机制，并预测在较冷的对流层高度的HCN淬火的限速步骤。与其他调查，完全基于时间尺度的参数相一致，我们的模型表明，运输引起的淬火热化学衍生HCN导致非常小的预测摩尔分数的氰化氢在木星的对流层上部。同样，HCN的光化学生成在木星对流层中是无效的：CH 4-NH3耦合被平流层上部的CH 4光解区域与对流层中的NH3光解和冷凝区域的物理分离所抑制，并且C2 H2-NH3耦合被对流层中C2 H2的低丰度所抑制。红外和亚毫米观测的上限可以用来限制HCN和其他物种从闪电和雷电源的生产。
2010-06-17 astro-ph.EP
Influence of C/O Ratio on Hot Jupiter Atmospheric Chemistry
我们已经进行了实验室实验，研究热木星大气中的化学成分，C/O比为0.35。我们已经比较了我们的结果与以前获得的大气中的C/O比为1的光化学有机气溶胶的化学和形成的C/O比的影响。我们发现，C/O比和气体混合物的组成强烈影响负责CO2的形成的途径。热化学反应是低C/O比大气中CO2形成的主要原因，而光化学反应是高C/O比大气中的主要过程，即使两种情况下的最终CO2浓度相同。我们的研究结果表明，低C/O气氛中的热化学平衡含有较高的水丰度，而高C/O气氛中的水显着耗尽。然而，在低C/O气氛中，水丰度不受UV光解的影响，而我们以前的工作表明，在高C/O比气氛中可以产生大量的水。水生产的这种对比表明，在解释系外行星过境光谱时，应考虑光化学。最后，我们没有观察到在低C/O大气中形成可检测量的非挥发性光化学气溶胶，与我们以前的研究相反。我们推断，对于C/O比< 1，水可能会抑制有机物的生长和气溶胶的形成，这表明光化学有机气溶胶可能会在行星中观察到，与它们的宿主恒星相比，这些行星呈现出碳富集。
2022-04-14 astro-ph.EP
Impact of photochemical hazes and gases on exoplanet atmospheric thermal structure
我们调查的影响，光化学烟雾和不平衡气体的热结构的热对流，使用详细的1-D辐射模式。我们发现，光化学霾的列入结果在高层大气加热和低层大气冷却的主要。含硫物质，如SH、S $_2$和S $_3$，在中层大气中提供显著的不透明度，并导致接近1毫巴的局部加热，而光化学产生的OH、CH、NH和CN自由基影响接近1 $μ$巴的热结构。此外，我们表明，光化学气体和烟雾的热结构的修改可以有重要的影响过境观测的解释。具体来说，我们对hazy HD 189733 b的研究表明，由于光化学烟雾不透明度的存在而导致的较热的高层大气使大气膨胀，因此光谱的紫外-可见部分的过境特征更陡峭。此外，光球层温度的变化也会影响二次食的光谱。对于HD 209458 b，我们发现在低于1毫巴的压力下，这种大气中可能存在小的雾不透明度，这可能是光化学雾和冷凝物的结果。我们的研究结果激励列入光化学烟雾的辐射反馈在大气环流模式适当的评价大气动力学。
2021-02-10 astro-ph.EP
On the Composition of Young, Directly Imaged Giant Planets
在过去的十年中，在直接探测和描述与其宿主恒星相距较远的年轻自发光巨行星方面取得了重大进展。这些行星中的一些显示出不平衡过程的证据，如在其大气中的运输引起的淬火;光化学也可能很重要，尽管轨道距离很大。这些不平衡的化学过程可能会改变行星的预期成分、光谱行为、热结构和冷却历史，并可能混淆大量元素比例的测定，这为行星形成机制提供了重要的见解。使用热/光化学动力学和运输模型，我们调查在何种程度上不平衡的化学影响直接成像的巨型系外行星的组成和光谱。特定的“年轻的彗星”，如HR 8799 b和51 Eri b的结果，作为行星有效温度，表面重力，入射紫外线通量和深层大气对流强度的函数的一般趋势。我们发现，淬火是非常重要的年轻的criteriters，导致CO/CH 4和N2/NH3的比例远远大于，和H2O混合比的一个因素，几个小于，化学平衡的预测。光化学在这些行星上也很重要，二氧化碳和HCN是关键的光化学产物。当平流层温度较低时，二氧化碳成为主要成分，并且通过H2 + OH反应的水再循环在动力学上被抑制。有效温度<~ 700 K的年轻木星处于一种特别有趣的光化学状态，与凌日热木星和我们太阳系的巨行星都不同。
2016-08-30 astro-ph.EP
A photochemical PHO network for hydrogen-dominated exoplanet atmospheres
本文构建了更新的PHO光化学网络，研究富氢系外行星大气中的磷化学，发现热木星和暖海王星中HOPO、PO等含氧磷分子常比PH3更占主导，并指出反应速率数据的不确定性是未来探测磷化氢的关键挑战。
2024-10-20 astro-ph.EP physics.chem-ph
18-year long monitoring of the evolution of H2O vapor in the stratosphere of Jupiter with the Odin space telescope
1994年7月，苏梅克-列维9号彗星撞击木星，在平流层留下了几种新的物质，其中包括水蒸气（H2O）。借助于光化学模式，H2O可用作木星平流层中的动力学示踪剂。在本文中，我们的目标是在H2O驻留的水平上约束垂直涡动扩散（Kzz）。我们在2002年至2019年期间使用Odin太空望远镜在556.936 GHz处监测了H2O盘平均发射，覆盖了近二十年。我们分析的数据与一维光化学和辐射转移模型的组合，以约束垂直涡在木星平流层扩散。Odin的观测结果表明，2002年至2019年间，H2O的排放量几乎呈线性减少，约为40%。只有在2002年至2019年间H2O向下扩散的压力范围内增加Kzz的量级，我们才能重现我们的时间序列，即从~0.2 mbar到~5 mbar。然而，这种修改后的Kzz与碳氢化合物观测不相容。我们发现，即使津贴是为最初的大丰度的H2O和CO的影响纬度，H2O到CO2的光化学转化是不足以解释的H2O线排放的逐步下降，暗示额外的损失机制。我们从Odin对H2O的观测中得到的Kzz只能被看作是~0.2 mbar到~5 mbar压力范围内的上限。从H2O和碳氢化合物观测的解释之间的不兼容性可能是由于一维建模的局限性。需要评估H2O的经向变化，最有可能是在极光纬度，并与碳氢化合物的经向变化进行比较，以量化SL 9撞击以来极光化学在H2O丰度时间演变中的作用。用二维模型模拟SL 9物种的…
2020-07-10 astro-ph.EP
Photochemistry, mixing and transport in Jupiter's stratosphere constrained by Cassini
我们的目标是约束在木星的平流层的扩散和平流输送过程。卡西尼/CIRS在飞越木星期间记录的红外光谱包含几种大气化合物的指纹，并允许探测其大气成分。C2 H2和C2 H6，甲烷光化学产生的主要化合物，检索作为纬度在一定的压力水平的函数。CIRS观测表明，这两个物种有不同的纬向分布，很难与它们的光化学历史相一致，这被认为是与甲烷光解相耦合的。虽然C2 H2的丰度随纬度而降低，但C2 H6在高纬度变得更丰富。建立了一个新的二维（纬度-高度）季节性光化学模式，研究平流层扩散和平流等平流层输送过程的加入是否能解释C2 H2和C2 H6的纬向行为。C2 H2的观测结果在没有扩散的情况下得到了很好的再现。通过使C2 H6的扩散扩散分布平坦化，将扩散添加到模型中，可以改善与C2 H6观测的一致性，但会降低与C2 H2分布的拟合。单独的经向扩散不能产生所观察到的C2 H6随纬度的增加。当加入30毫巴和0.01毫巴之间的平流输送，在赤道和高纬度地区的下沉风上升风，我们可以重现C2 H6丰度随纬度的增加。然而，与C2 H2分布的拟合度下降。对流风的强度需要重现C2 H6丰度是非常敏感的纬向涡动扩散系数的值。C2 H2和C2 H6的耦合命运表明模型中缺少额外的过程。离子中性化学在这项工作中没有考虑，可能是解决这个问题的一个很好的候选者。
2018-02-23 astro-ph.EP
Into the UV: The Atmosphere of the Hot Jupiter HAT-P-41b Revealed
对于太阳系天体，紫外线光谱学在查明平流层加热源和测量通过光化学机制产生的各种碳氢化合物和含硫物质以及氧气和臭氧的丰度方面至关重要。到目前为止，在这个关键波长范围（0.2-0.4微米）内探测到的系外行星不到20颗。在这里，我们使用哈勃新实施的WFC 3 UVIS G280棱镜的数据，通过光学结合红外波长的观测，在紫外线中探测热木星HAT-P-41 b的大气。我们分析和解释HAT-P-41 b的0.2-5.0微米的透射光谱使用广泛的方法，包括多种处理的数据系统，以及与大气正演，云微物理，和多个大气反演模型的比较。虽然一些分析和解释方法有利于云的存在或潜在的Na，VO，AlO和CrH的组合来解释紫外线通过HAT-P-41 b的透射光谱的光学部分，我们发现，一个显着的H-不透明度的存在提供了最强大的解释。我们得到了HAT-P-41 b大气中H-丰度的限制，log（H-）= -8.65 +/- 0.62，这比1700 - 1950 K热木星的平衡化学预测大几个数量级。我们表明，热氢为主的系外行星上的光化学和碰撞过程的组合可以很容易地提供必要量的H-，并表明这种过程在HAT-P-41 b和许多其他热木星大气中起作用。
2020-10-16 astro-ph.EP
Molecular formation along the atmospheric mass loss of HD 209458 b and similar Hot Jupiters
沿着热彗星质量损失的化学过程通常被认为是简单的，主要由原子组成，被来自其宿主恒星的强烈辐射场阻止形成更复杂的物质。为了探测低温区（T < 2000 K），我们建立了HD 209458 b大气质量损失的一维化学和光化学反应模型，包括碳链和含氧链的56种物质，通过566个反应相互作用。模拟结果表明，简单的分子，如OH+，H2O+和H3O+的内部形成的区域，考虑到残留的H2生存在外逸层，最近的观测工作表明的可能性。这些分子的形成和破坏的径向距离小于10^7 km，但估计的OH+（一种潜在的H2示踪剂）的积分柱密度足够高，可以进行检测，一旦实现，将表明对热彗星高层大气的化学模型进行了修订。对于低密度的热彗星来说，它们从母星接收到的XUV辐射强度低于HD 209458 b，可以想象它们的分子种类可能会形成更高的总柱密度。
2016-01-05 astro-ph.EP
Self-consistent 1D modelling of Jupiter's upper atmosphere as an exoplanet analogue
University of Vienna（维也纳大学）；International Institute for Applied Systems Analysis（国际应用系统分析研究所）
研究人员扩展Kompot模型模拟巨系外行星富氢大气，以木星为基准验证模型，其再现木星高层大气热结构与CH4丰度，为系外行星大气模拟提供基线。
2026-08-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
H2S and SO2 detectability in Hot Jupiters: Sulfur species as indicator of metallicity and C/O ratio
硫的高宇宙丰度和中等挥发性和化学性质允许使用含硫物质作为热木星系外行星大气中化学过程的示踪剂。然而，尽管它的性质和相关性作为巨行星的形成历史的示踪剂，很少有人注意到这个物种在热木星大气的背景下。在这里，我们提供了在不同条件下热木星大气中含硫物种丰度的概述，并探讨其可观测性。我们使用的光化学动力学代码VULCAN热木星大气不平衡化学模型。这些大气的透射光谱是使用ARCiS建模框架创建的。我们改变模型参数，如扩散系数，我们研究的重要性，光化学对所产生的混合比。此外，我们通过将金属丰度从太阳增加到太阳的10倍来改变大气的化学成分。我们还探讨了不同的C/O比。我们发现，H2S和SO2是最好的候选人之间的1和10微米的检测，使用的光谱分辨率，是船上的JWST仪器的代表。H2S最容易在~1500 K的平衡温度和0.7至0.9之间的C/O比下检测到，随着金属丰度的增加，理想值略有增加。SO2最有可能在低C/O比和高金属丰度下在~1000 K的平衡温度下被检测到。尽管如此，在这两种分子中，我们预计SO2检测更常见，因为它在更受地层模型青睐的情况下是可检测的。我们的结论是，H2S和SO2将最有可能在未来几年内检测到的JWST和这些物种的检测将提供信息的大气过程和行星形成的情况。
2022-11-16 astro-ph.EP
A Fast, Parallelized, GPU-Accelerated Photochemical Model, XODIAC, with Built-in Equilibrium Chemistry and Multiple Chemical Networks for Exoplanetary Atmospheres
National Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；University of Cambridge（剑桥大学）
XODIAC是一种快速并行化的GPU加速光化学模型，支持多种化学网络，用于研究系外行星大气化学，展示了其在比较性研究中的高效性和准确性。
2025-12-07 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.chem-ph
Transmission spectral properties of clouds for hot Jupiter exoplanets
云在行星的大气层中起着重要的作用。预计，像我们太阳系中的所有行星体一样，系外行星的大气层也将有大量的云覆盖，并且在一些热彗星中存在云的证据越来越多。为了更好地观测行星大气，我们需要考虑这些云对观测到的宽带透射光谱的影响。在这里，我们研究了热木星系外行星的预期云冷凝物种类，以及各种粒度和分布对从光学到红外的透射光谱的影响，这可以作为解释系外行星光谱时的一个广泛的框架。我们注意到，显着的红外吸收功能出现在计算的透射光谱，在每个冷凝物中的关键物种之间的振动模式的结果，这可能是非常限制。虽然可能很难在宽透射光谱中区分单个冷凝物，但可以辨别不同的振动键，这可以区分云形成场景，如冷凝云或光化学生成的物质。振动模式的功能被证明是突出的云是由小的亚微米尺寸的颗粒，并可以与伴随的光学散射斜率。这些红外特征对未来用JWST进行的系外行星大气研究具有潜在的影响，在JWST中，可以在更长的波长下探测这种区分冷凝物物种的振动模式。
2014-09-30 astro-ph.EP
Exploring Biases of Atmospheric Retrievals in Simulated JWST Transmission Spectra of Hot Jupiters
詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）计划于2018年10月发射，预计将彻底改变系外行星的大气特征领域。其仪器的宽波长覆盖范围和高灵敏度将使我们能够从系外行星光谱中提取比目前观测所能获得的更多的信息。在本文中，我们调查目前的检索方法是否仍将是有效的，在时代的JWST，探索常见的近似检索时使用的热超导体的透射光谱。为了评估偏差，我们使用一维光化学模型来模拟典型的热木星无云大气，并生成一系列碳氧比的合成观测结果。然后，我们检索这些光谱使用TauREx，贝叶斯检索工具，使用两种方法：一个假设等温大气，和一个假设参数化的温度分布。这两种方法都假定丰度随高度恒定。我们发现，等温近似偏差检索参数相当大，高估了约一个数量级的丰度。检索到的丰度使用参数化配置文件通常是在一个西格玛的真实状态，我们发现检索到的不确定性一般是更大的等温近似相比。有趣的是，我们发现，使用参数化的温度分布，我们可以对温度结构施加严格的约束。这打开了表征热蒸发器的终止子区域的温度分布的可能性。最后，我们发现，假设一个恒定的高度混合比配置文件是一个很好的近似大多数的大气正在研究中。
2016-10-10 astro-ph.EP
A chemical model for the atmosphere of hot Jupiters
我们的目的是发布一个化学网络，以及相关的速率系数，开发的温度和压力范围相关的热蒸发器的气氛。使用这个网络，我们研究了垂直大气组成的两个热彗星（HD209458 b，HD 189733 b）与模型，包括光解和垂直混合，我们产生合成光谱。化学方案是从应用的燃烧模型，已有条不紊地验证了一系列的温度和压力的典型的大气层影响的观测热的燃烧器。我们比较从这个计划中获得的预测与平衡计算，与不同的计划在文献中，包含含N的物种和以前发表的光化学模型。与其他没有经过相同系统验证的化学方案相比，我们发现每当非平衡过程发生时都存在显着差异。平衡态的偏离，以及对网络的敏感性，对HD 189733 b来说更重要，因为我们假设的大气温度比HD209458 b低。我们发现，NH3和HCN的丰度可以根据网络的不同而变化两个数量级，这表明了综合实验验证的重要性。NH3在10.5 $μ$ m处的光谱特征对这些丰度变化敏感，因此对化学方案敏感。由于动力学的影响，我们建议使用一个有效的计划来模拟系外行星大气的化学。我们的网络在300- 2500 K的温度和10 mbar到几百bar的压力下，对于由C，H，O，N组成的物种来说是强大的。其适用于最多2个碳原子的物质和主要氮物质。
2012-08-02 astro-ph.EP
Aerosol properties in the atmospheres of extrasolar giant planets
我们使用气溶胶微物理模型来研究高空光化学气溶胶对近距离系外行星（如HD209458b和HD189733b）的透射光谱和大气特性的影响。这些结果在很大程度上取决于中高层大气的温度分布，而这些温度分布却知之甚少。尽管如此，我们的模型HD189733b，根据最近推断的温度分布，产生的气溶胶分布与观察到的透射光谱相匹配。我们认为，HD209458b的高温抑制了高空气溶胶的产生，并导致了比HD189733b更清晰的大气。气溶胶的分布还取决于粒子组成、光化学产生和大气混合。由于这些输入之间的简并，目前的数据不能详细约束气溶胶属性。相反，我们的工作强调了不同因素在控制气溶胶分布中的作用，这将有助于理解不同的观测结果，包括未来任务的观测结果。对于大气环流模式（GCMs）建议的大气混合效率，我们发现气溶胶粒子很小（$\sim$ nm），可能是球形的。我们进一步得出结论，基于复杂碳氢化合物（煤烟）的成分是最有可能在热木星大气中的高温下生存下来的候选者。这些粒子将对HD189733b大气的能量平衡产生重大影响，并应纳入未来的大气结构研究。我们还评估了外部源在光化学气溶胶形成中的贡献，发现它们的光谱特征与观测结果不一致。
2017-08-30 astro-ph.EP
Thermometric Soots on Warm Jupiters?
本文用一维热化学和光化学动力学模式预报了暖、热对流层（800 < T < 1200 K）的平流层化学不平衡。热化学和垂直混合通常比光化学更重要。在1200 K时，甲烷被水热分解产生的OH自由基氧化成CO和CO2。在T < 1000 K时，甲烷是反应性的，但足够稳定，可以到达平流层，而水足够稳定，可以通过与H2反应来抑制OH水平。这些趋势将反应气体中的有效C/O比提高到1以上。还原产物如乙烯、乙炔和氰化氢变得丰富;进一步聚合应导致多环芳烃（多环芳烃）和烟尘的形成。在硫化学中可以看到平行位移，CS和CS2取代S2和HS作为有趣的不平衡产物。虽然较低的温度是有利于碳氢化合物的主要因素，但较高的垂直混合率、较低的金属含量和较低的入射紫外辐射也有利于有机合成。高涡流扩散系数Kzz > 10^10 cm 2/s尤其有利于乙炔（形成多环芳烃的第一步）的形成。在大多数情况下，从凌日观测推断的行星组成与从同一行星反射或发射的光推断的行星组成有明显的不同。HD 189733 b与其他热彗星相比的特殊性质-宽带蓝色薄雾，几乎没有Na或K的迹象，以及低金属含量的暗示-如果行星足够冷，可以用有机薄雾来解释。无论这种解释是否适用于HD 189733 b本身，在不久的将来肯定会发现许多富含有机物的暖温物质。
2010-07-16 astro-ph.EP
Mineral cloud and hydrocarbon haze particles in the atmosphere of the hot Jupiter JWST target WASP-43b
WASP-43 b的轨道周期短，潮汐锁定，是JWST观测的理想候选者。整个轨道的相位曲线观测将能够绘制整个地球的大气结构，不同的观测波长可以看到不同的大气深度。我们提供了对WASP-43 b上可能形成的云的详细信息的见解，以便为即将到来的JWST和后续数据的解释做准备。我们利用3D GCM结果作为矿物云颗粒的动力学非平衡模型的输入，并为动力学模型研究光化学驱动的碳氢化合物霾组分。在WASP-43 b的整个大气中形成了矿物凝结种子。这与WASP-18 b和HAT-P-7 b等超热制冷剂形成鲜明对比。向阳面除了含有相当丰度的碳氢化合物烟雾颗粒外，还含有少量但很大的矿物云颗粒。光化学驱动的碳氢化合物霾出现在白天，但并不有助于云的形成在夜间。由于热力学条件的变化，云的几何延伸在全球各地不同。昼夜气压相差6000公里。与其他行星一样，C/O在整个大气层中并不恒定。平均分子量在H2主导的WASP-43 b中近似恒定。WASP-43 b预计将完全被云层覆盖，这些云层在整个大气层中分布不均匀。昼面云和终结者云将是当地不同大小和成分的矿物颗粒和碳氢化合物雾的组合。碳氢化合物雾的光学深度比矿物云颗粒的光学深度低得多，使得WASP-43 b的波长依赖性半径测量将由矿物云颗粒而不是由雾确定。
2020-06-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Comparative Simulation Study of Hot and Ultra-hot Jupiter Atmospheres using Different Ground-based High-resolution Spectrographs with Cross-correlation Spectroscopy
研究通过petitCODE、VULCAN、petitRADTRANS和SPECTR模拟比较GIANO-B、CARMENES与ANDES对WASP-76 b和WASP-77 A b的分子探测能力，表明E-ELT/ANDES优势显著。
2024-06-18 astro-ph.EP
A large range of haziness conditions in hot-Jupiter atmospheres
我们提出了一个研究的光化学烟雾的系外行星大气的自洽模型的基础上，包括烟雾微物理，不平衡化学，辐射反馈。我们推导出所需的霾属性，以匹配HST观测10个热蒸发器。HAT-P-12 b、HD-189733 b、HD-209458 b和WASP-6 b要求霾质量通量在5 × 10 $^{-15}$和9 × 10 $^{-12} g.cm^{-2}.s^{-1}$之间，以匹配观测结果。平衡温度高于2000 K的WASP-12 b和WASP-19 b与霾的存在不相容，并且更适合重金属。HAT-P-1b和WASP-31 b没有显示出明确的证据，表明存在质量通量上限分别为10 $^{-15}$和10 $^{-16}g.cm^{-2}.s^{-1}$的霾，而WASP-17 b和WASP-39 b的质量通量上限为10 $^{-16} g.cm^{-2}.s^{-1}$。我们讨论了自洽模型的影响，我们推导出上限的阴霾丰度的光化学结果的基础上。我们的研究结果表明，HCN作为主要的烟雾前体高达1300 K的有效温度和CO以上。我们推导出的霾质量通量的基础上拟合的观测结果是一致的，与形成产率高达$\sim$ 6.4\%的光化学。考虑到所使用的低分辨率观测结果，不平衡化学对光谱的影响可以忽略不计，但会影响化学成分和温度分布。我们发现，烟雾产生更热的高层大气温度与光谱的可检测的影响。云可能对解释HD-209458…
2022-06-27 astro-ph.EP
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
A physically derived eddy parameterization for giant planet atmospheres with application on hot-Jupiter atmospheres
本文提出基于物理的气态巨行星涡动扩散廓线参数化方案，并用于8颗热木星，揭示内禀温度与涡动强度对成分、雾霾及HST/JWST凌星光谱的影响。
2023-04-13 astro-ph.EP
High-fidelity reaction kinetic modeling of hot-Jupiter atmospheres incorporating thermal and UV photochemistry enhanced by metastable CO(a3Pi)
本研究使用自动机理生成器构建纳入 CO(a³Π) 增强紫外光化学的热木星大气高保真反应动力学模型，揭示 Lyman-α 光化学反应对 CH4、H2O 和 CO2 生成的增强作用及高温主导机制。
2023-02-20 astro-ph.EP physics.chem-ph
Haze Production in the Atmospheres of super-Earths and mini-Neptunes: Insights from the Lab
许多太阳系的大气层都有气溶胶，包括土卫六和冥王星特有的有机烟雾。烟雾颗粒显著影响大气温度结构，并且可以向世界的表面提供有机材料，从而影响其可居住性。对系外行星大气层的观测表明存在气溶胶，特别是在较冷（<800 K），较小（<0.3倍木星质量）的系外行星。目前还不清楚使系外行星大气的光谱特征消失的气溶胶是冷凝云还是光化学烟雾，这很难仅从理论上预测。我们在这里提出的第一个实验室烟雾模拟实验的大气成分预计超级地球和迷你海王星。我们探索了从300到600 K的温度和一系列大气金属含量（100倍、1000倍、10000倍太阳能）;所有的模拟大气都产生了粒子，（300和400 K）1000倍太阳金属丰度（“H2O主导”，富含CH 4）实验显示出比我们的标准Titan模拟更高的霾产生速率（约10 mg/hr，而Titan为7.4 mg/hr）。然而，粒子的产生速率变化很大，测量的速率低至0.04毫克/小时（100倍太阳金属丰度，600 K）。在这里，我们表明，我们应该期待一些，但不是全部，超级地球和迷你海王星的大气层拥有厚厚的光化学产生的阴霾。
2018-01-19 astro-ph.EP
First direct measurement of auroral and equatorial jets in the stratosphere of Jupiter
上下文木星的对流层风型由交替的顺时针和逆行的纬向喷流组成，典型的速度可达100米/秒。在更高的高度，在电离层中，发现了强烈的极光喷流，速度为1-2公里/秒。在地球的平流层中没有这样的直接测量。目的。在本文中，我们通过直接测量木星平流层的风速来弥补这些测量之间的高度差距。方法.我们使用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列的非常高的光谱和角分辨率成像的木星平流层反演风速作为纬度的函数，通过拟合多普勒频移引起的风的谱线。结果我们第一次探测到位于1毫巴的赤道纬向喷流，即木星准四年振荡发生的高度以上。最值得注意的是，我们发现300-400米/秒的非纬向风在0.1毫巴以上的极地地区下面的主要极光椭圆形。它们是反向旋转的，位于电离层极光风下方数百公里处。我们怀疑它们是电离层极光风的下尾。结论.我们首次直接探测到木星平流层的强风。它们在低至中纬度是纬向的，而在极地纬度是非纬向的。在极纬发现的风系统可能有助于提高化学络合的效率，限制在一个大的高能电子沉淀的区域的光化学产品。
2021-03-22 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.space-ph
An Observational Diagnostic for Distinguishing Between Clouds and Haze in Hot Exoplanet Atmospheres
热系外行星大气中气溶胶的性质是系外行星领域面临的主要棘手问题之一。复杂的化学性质、多种形成途径以及缺乏与气溶胶相关的易于识别的光谱特征使得限制其关键特性尤其具有挑战性。我们提出了一种透射光谱技术，以确定最高辐射热蒸发器（HIHJs）的主要气溶胶形成机制。该技术基于这样的预期，即两种关键类型的气溶胶-光化学产生的薄雾和平衡冷凝云-预计将在高度辐照的行星大气层的不同区域形成并持续存在。霾只能在潮汐锁定的热对流层的永久日照面产生，并将被大气动力学带到顺风的夜晚终结者（在过境期间被视为拖曳翼）。云只能在HIHJ的夜晚和早晨终结者（被视为过境期间的领先分支）的较冷区域形成。由于相对的肢体预计将受到不同类型的气溶胶的影响，入口和出口光谱，主要探测地球的相对两侧，将揭示主要的气溶胶形成机制。我们表明，基准HIHJ，WASP-121 b，具有与部分气溶胶覆盖一致的透射光谱，并且进出口光谱将限制这些气溶胶的位置和形成机制。在一般情况下，使用这种诊断，我们发现，观测与JWST和可能与HST应该能够区分云和霾目前已知的HIHJ。
2017-08-11 astro-ph.EP
Photochemically-produced SO$_2$ in the atmosphere of WASP-39b
JWST观测到WASP-39b大气中4.05 $μ$m的SO$_2$吸收特征，研究通过光化学模型证实其源于H$_2$S光解释放的硫自由基氧化，并表明SO$_2$可作为追踪该行星约10倍太阳金属丰度的示踪剂。
2023-03-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Automated chemical reaction network generation and its application to exoplanet atmospheres
本文提出结合自动化化学反应网络生成器与一维光化学动力学-传输模型的框架，并在 WASP-39b、WASP-80b 上验证其可靠性与通用性。
2024-03-07 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.chem-ph
A new pathway to SO$_2$: Revealing the NUV driven sulfur chemistry in hot gas giants
该研究利用VULCAN代码的光化学网络，发现热木星大气中SO$_2$存在高低压两种不同生成路径，指出200-350 nm恒星辐射及NUV/UV比值是其可观测性的关键参数，为SO$_2$探测解读提供重要依据。
2024-11-07 astro-ph.EP
The Open-Source Photochem Code: A General Chemical and Climate Model for Interpreting (Exo)Planet Observations
本文发布开源一维光化学与气候代码 Photochem，以统一参数集再现六颗行星及 WASP-39b，并相较 VULCAN/HELIOS 提速 2–100 倍。
2025-09-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Peculiar Atmospheric Chemistry of KELT-9b
超热木星KELT-9 b的大气温度跨越了气体巨星和恒星之间的过渡，因此也就跨越了两种传统上截然不同的大气化学状态。以前的理论研究假设KELT-9 b的大气处于化学平衡状态。尽管从KELT-9的高紫外线通量，我们表明，使用光化学动力学计算，可观察到的大气KELT-9 b的预测是接近化学平衡，这大大简化了任何理论解释其光谱。这也使得KELT-9 b的大气层，预计是无云的，一个严格约束的化学系统，有助于一套干净的理论预测。由于在透射光谱中探测到的压力较低（与发射光谱相比），我们预测水的丰度在整个大气边缘根据温度变化几个数量级，这使得水成为一个敏感的温度计。预计一氧化碳在各种情况下都是主要分子，因此当与水一起分析时，它可以对金属丰度进行强有力的诊断。所有其他常见的嫌疑人（乙炔，氨，二氧化碳，氰化氢，甲烷）预计在太阳金属丰度中占次要地位，而原子氧，铁和镁的相对丰度预计高达万分之一。中性原子铁被预测可以通过光学和近红外线的森林看到，这使得KELT-9 b适合使用HARPS-N或CARMENES进行高分辨率地基光谱分析。最后总结了未来对KELT-9 b大气的观测前景。
2018-07-12 astro-ph.EP physics.ao-ph
A parameterised approach to disequilibrium retrievals in the JWST era: Application to NIRCam observations of HD 189733b
University of Oxford（牛津大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Institute of Astronomy & Astrophysics, Academia Sinica（中央研究院天文及天文物理研究所）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Laboratoire Lagrange（拉格朗日实验室）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
研究系外行星大气非平衡化学对反演结果的影响，通过生成合成 JWST 观测数据，将传输诱导淬灭纳入反演框架，应用于 HD 189733b 观测，发现淬灭及光化学活跃区域初步证据。
2026-07-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
