The 2024 release of the ExoMol database: molecular line lists for exoplanet and other hot atmospheres
Jonathan Tennyson, Sergei N. Yurchenko, Jingxin Zhang, Charles A. Bowesman, Ryan P. Brady, Jeanna Buldyreva, Katy L. Chubb, Robert R. Gamache, Maire N. Gorman, … 展开作者
Jonathan Tennyson, Sergei N. Yurchenko, Jingxin Zhang, Charles A. Bowesman, Ryan P. Brady, Jeanna Buldyreva, Katy L. Chubb, Robert R. Gamache, Maire N. Gorman, Elizabeth R. Guest, Christian Hill, Kyriaki Kefala, A. E. Lynas-Gray, Thomas M. Mellor, Laura K. McKemmish, Georgi B. Mitev, Irina I. Mizus, Alec Owens, Zhijian Peng, Armando N. Perri, Marco Pezzella, Oleg L. Polyansky, Qianwei Qu, Mikhail Semenov, Oleksiy Smola, Andrei Solokov, Wilfrid Somogyi, Apoorva Upadhyay, Samuel O. M. Wright, Nikolai F. Zobov
The ExoMol database (www.exomol.com) provides molecular data for spectroscopic studies of hot atmospheres. These data are widely used to model atmospheres of exoplanets, cool stars and other astronomical objects, as well as a variety of terrestrial applications. The 2024 data release reports the current status of the database which contains recommended line lists for 91 molecules and 224 isotopologues giving a total of almost 10$^{12}$ individual transitions. New features of the database include extensive "MARVELization" of line lists to allow them to be used for high resolutions studies, extension of several line lists to ultraviolet wavelengths, provision of photodissociation cross sections and extended provision of broadening parameters. Some of the in-house data specifications have been rewritten in JSON and moved to conformity with other international standards. Data products, including specific heats, a database of lifetimes for plasma studies, and the ExoMolHR web app which allows exclusively high resolution data to be extracted, are discussed.
ExoMol molecular line lists XII: Line Lists for 8 isotopologues of CS
计算了一硫化碳（CS）八种同位素（$^{12}$ C $^{32}$ S，$^{12}$ C $^{33}$ S，$^{12}$ C $^{34}$ S，$^{12}$ C $^{36}$ S，$^{13}$ C $^{32}$ S，$^{13}$ C $^{33}$ S，$^{13}$ C $^{34}$ S，$^{13}$ C $^{36}$ S）基态的振动-转动谱线.这些线列表适用于高达3000 K的温度。光谱测定的势能曲线（PEC）和偶极矩曲线（DMC）取自文献。这PEC是适应我们的方法之前，计算振转能。然后，在可用的情况下，用实验能量代替计算的能量，以提高线列表的准确性。{ \it ab initio} DMC在没有细化的情况下用于生成Einstein A系数。完整的振动-旋转跃迁和配分函数的列表以电子形式提供，作为本文和\url{www.exomol.com}的支持信息。
ExoMol line lists XXV: A hot line list for silicon sulphide, SiS
在富含碳的恒星IRC+10216 CW Leo的星周介质中，长期以来一直观察到SiS。本文计算了12种硫化硅同位素的转动振动谱线和配分函数（$^{28}$ Si $^{32}$ S，$^{28}$ Si $^{34}$ S，$^{29}$ Si $^{32}$ S，$^{28}$ Si $^{33}$ S，$^{30}$ Si $^{32}$ S，$^{29}$ Si $^{34}$ S，$^{30}$ Si $^{34}$ S，$^{28}$ Si $^{36}$ S，$^{29}$ Si $^{33}$ S，$^{29}$ Si $^{36}$ S，$^{30}$ Si $^{36}$ S）处于其基态（X $^1Σ^+$）电子态。计算采用现有的光谱精确的势能曲线（PEC）来自实验测量和新计算的从头计算偶极矩曲线（DMC）。$^{28}$ Si $^{32}$ S行列表包括10104个状态和91715个转换。这些行列表可从ExoMol网站www.exomol.com和CDS数据库获得。
ExoMol line lists VIII: A variationally computed line list for hot formaldehyde
本文给出了甲醛H $_2{}^{12}$ C $^{16}$ O适用于温度高达$T=1500$ ~K的计算线表。用经验势能和{ \it ab initio}偶极矩面作为核运动程序TROVE的输入。由此产生的线列表，称为\textit{AYTY}，包含1030万个旋转振动状态和大约100亿个跃迁频率。对于波数低于10~000 cm \(^{-1}\)和转动激发高达\(J=70\)的情况，每个跃迁包括相关的Einstein- $A$系数和绝对跃迁强度.室温光谱与实验室的测量和目前在HITRAN数据库中的数据进行了比较。这些光谱与实验光谱非常吻合，突出了HITRAN数据的差距和局限性。完整的行列表可从CDS数据库以及\url{www.exomol.com}获得。
Exomol molecular line lists VI: A high temperature line list for Phosphorus Nitride
计算了$^{31}$ P $^{14}$ N和$^{31}$ P $^{15}$ N基态的转动振动谱线.使用经验势能曲线产生的线列表，该经验势能曲线通过与文献中可用的实验跃迁频率拟合而获得，并结合精确的高水平\textit{ab initio}偶极矩曲线。在这些计算中，使用程序DPotFit和LEVEL~8.0。新谱线表与实验波数的均方根误差为0.004 cm $^{-1}$。谱线列表覆盖了0- 51000 cm $^{-1}$的频率范围，每条谱线包含近700~000条谱线，最大振动能级为$v$ =66，最大转动能级为$J$ =357。它们应适用于大的温度范围，至少可达5000~K。这些新的谱线列表用于模拟PN在一系列温度下的光谱，并存放在斯特拉斯堡数据中心。这项工作是ExoMol项目的一部分。
ExoMol molecular line lists: IX The spectrum of AlO
精确的线列表计算涵盖纯旋转，旋转振动和电子（B-X蓝绿色和A-X红外波段）光谱的一氧化铝。列出了主要同位素体$^{27}$ Al $^{16}$ O以及$^{27}$ Al $^{17}$ O、$^{27}$ Al $^{18}$ O和$^{26}$ Al $^{16}$ O的行列表。这些行列表适用于高温（高达8000 K），包括与系外行星大气和冷恒星相关的温度。结合经验和\textit{ab initio}的方法使用：势能曲线先前确定的高精度拟合实验室光谱分析的大量数据，高品质的{ \it从头计算}偶极矩曲线计算使用四重zeta基组和多参考组态相互作用（MRCI）的方法。配分函数和跃迁的完整行列表以电子形式提供，作为本文的补充数据，也可在\url{www.exomol.com}上获得。
目前正在报告系外行星大气中存在一氧化铝的迹象。使用高分辨率光谱学的研究应该允许强有力的检测，但需要高精度的实验室数据。对$^{27}$ Al $^{16}$ O的可用光谱数据进行了\textsc{marvel}（测量的活性旋转-振动能级）分析：使用22，473个经验证的跃迁来确定6，485个不同的能级。这些经验能级用于提供$^{27}$ Al $^{16}$ O的ExoMol ATP谱线列表的改进的光谱学上精确的版本;同时，同位素取代的物质$^{27}$ Al $^{16}$ O、$^{27}$ Al $^{17}$ O和$^{27}$ Al $^{18}$ O的谱线列表的精确性通过与用于$^{27}$ Al $^{16}$ O的校正一致地校正能级而改进。这些行列表可从ExoMol数据库http://www.exomol.com获得。
