Unveiling cloudy exoplanets: the influence of cloud model choices on retrieval solutions
近年来，很明显，相当一部分过境的系外行星在其大气层中存在某种形式的气溶胶。凌日光谱学--主要是热彗星的光谱学，也有一些小行星的光谱学--提供了证据，在光谱的光学部分，从蓝色到红色的陡峭下降斜率，以及整个过程中柔和的气体吸收特征。因此，试图限制系外行星大气组成的检索研究必须考虑气溶胶的存在。然而，云和霾是复杂的物理现象，目前可用的过境光谱允许我们限制它们的一些属性。因此，在检索模型中的气溶胶的表示要求他们只描述了几个参数，这已经在文献中以各种方式完成。在这里，我研究了系外行星气溶胶的一系列参数化及其对热木星HD 189733 b和HD 209458 b透射光谱检索的影响。我发现，无论使用的参数化，结果定性同意云/霾本身，确实使用多种方法提供了一个更全面的图片;检索丰富的H2O也是非常强大的气溶胶的假设。我还发现了强有力的证据，证明HD 209458 b上的气溶胶覆盖了不到一半的终结者区域，而HD 189733 b的图像则不那么清晰。
2020-07-24 astro-ph.EP
Scattering Transparency of Clouds in Exoplanet Transit Spectra
本研究探讨系外行星大气中超微米气溶胶的前向散射效应，发现其可使云层透明并产生正斜率光谱特征，该特征可被詹姆斯·韦伯太空望远镜观测到。
2023-06-22 astro-ph.EP
Sulfate Aerosol Hazes and SO2 Gas as Constraints on Rocky Exoplanets' Surface Liquid Water
尽管表面液态水对可居住性很重要，但通过观测诊断系外行星上是否存在液态水仍然是一个悬而未决的问题。在太阳系内金星和地球上不同的硫循环的启发，我们调查厚硫酸盐（H2SO 4-H2O）气溶胶霾和高微量混合比的SO2气体作为可观察到的大气特征，其持续存在与几乎没有表面液态水。我们研究了一个岩石行星上的硫循环的基本原理与海洋和大气中的硫的主要形式是SO2气体和H2SO 4-H2O气溶胶（如地球和金星）。我们建立了一个简单但强大的湿氧化硫循环模型，以确定可检测到的SO2水平和可检测到的雾霾层所需的大气-海洋系统中硫的临界量。我们证明，物理上现实的海洋pH值（pH > 6）和保守的假设火山放气，化学和气溶胶微物理，表面液态水水库大于1 e-3地球海洋是不相容的持续可观测的H2SO 4-H2O烟霾层和持续可观测的SO2水平。因此，我们建议观测检测的H2SO 4-H2O霾层和SO2气体作为两个新的远程指标，一个行星没有主机显着的表面液态水。
2019-12-26 astro-ph.EP
Silicate Sundogs: Probing the Effects of Grain Directionality in Exoplanet Observations
本研究针对热木星大气中晶态矿物气溶胶的取向问题，推导了三种硅酸盐气溶胶的取向相关光学特性，发现其取向会造成观测光谱显著差异，通过WASP-17b数据反演得到方向性微弱迹象，并更新POSEIDON代码助力相关研究。
2025-08-03 astro-ph.EP
Modeling the effects of inhomogeneous aerosols on the hot Jupiter Kepler-7b's atmospheric circulation
受系外行星大气中不均匀云的观测证据的启发，我们研究了所提出的简单云分布如何影响大气环流和红外辐射。我们使用三维大气环流模型模拟了热木星开普勒-7b的温度和风，该模型包括简化的气溶胶辐射转移模型。我们根据先前从开普勒-7b光学相位曲线推断的结果规定了固定的云分布和散射特性，包括沿西分界线的不均匀气溶胶和假设的情况下，气溶胶额外延伸到行星的大部分夜晚。在所有的情况下，一个强大的射流能够平流气溶胶从一个较冷的夜面到昼面被发现持续存在，但只有在赤道。在中纬度和极纬度较冷的温度可能允许气溶胶在不需要平流的情况下在向阳面形成。通过改变热量的沉积和再分布，西分界线上的气溶胶产生了不对称的加热，有效地将最热点移到了亚恒星点的更东边，而不是均匀分布的预期。在夜面增加不透明的高云可以通过保留有助于热点以西变暖的热量来部分缓解这种增强的转变。这些预期的红外相位曲线的差异可能会对建议的云分布及其较亮的热彗星的红外不透明度产生限制。
2017-09-21 astro-ph.EP
Near-UV transit photometry of HAT-P-32 b with the LBT: Silicate aerosols in the planetary atmosphere
宽波段系外行星凌日测光可以在多个选定的过滤器上观察时表征行星大气。这种观测技术可以揭示太阳系外行星光谱中的梯度，例如由气溶胶散射引起的从短到长的光学波长的不透明度下降的斜率。在这项工作中，我们观察到的热木星HAT-P-32 b凌日在最短的波长可能从地面使用大双目望远镜（LBT）。这些数据包括迄今为止拍摄的系外行星过境的最佳地面U波段。与以前发表的中长光波长的宽带观测相比，行星透射谱中存在明显的散射斜率。最有可能的是，散射颗粒是大于0.1微米的硅酸镁气溶胶。我们定义了一个光谱指数来比较HAT-P-32 b的散射特征与其他系外行星的已发表结果。结果表明，在比较样本中，它的振幅非常典型。此外，我们在这个样本中寻找光谱指数与行星平衡温度，表面加速度和恒星活动指标的相关性，但无法揭示任何相关性。
2017-09-18 astro-ph.EP
Constraining Exoplanet Metallicities and Aerosols with ARIEL: An Independent Study by the Contribution to ARIEL Spectroscopy of Exoplanets (CASE) Team
欧空局的大气遥感系外行星大型调查（ARIEL）将于2028年发射，对$\sim$ 1000颗过境系外行星进行调查，将建立在开普勒和TESS的遗产基础上，并通过将其高精度系外行星观测置于大型，具有重要意义的行星群背景下来补充JWST。从两个FGS连续覆盖0.5- 7.8 ~ $μ$ m（0.50- 0.55，0.8 - 1.0和1.0- 1.2 ~ $μ$ m光度法; 1.25- 1.95 ~ $μ$ m光谱）和AIRS（1.95- 7.80 ~ $μ$ m光谱），ARIEL将在其3.5年的任务期间确定大气成分和探测行星形成历史。NASA提出的对ARIEL系外行星光谱学的贡献（CASE）将是ARIEL FGS仪器的一个子系统，包括两个可见光到红外探测器，相关的读出电子设备和热控制硬件。将由波兰科学院空间研究中心建造的FGS将提供精细制导和可见光到近红外光度测定和光谱学，对大气气溶胶贡献和行星引力提供强有力的诊断，这在建立行星能量平衡方面发挥着至关重要的作用。CASE团队在这里介绍了一项独立的研究，研究ARIEL测量系外行星金属丰度的能力，它探测了行星形成的条件，FGS测量散射光谱斜率，它表明系外行星是否有大气气溶胶（云和霾），以及几何散射，这有助于建立行星气候。我们的设计参考任务模拟表明，ARIEL可以测量其1000颗行星的单次访问样本与$>7.5σ$的质量-金属丰度关系，FGS可以…
2019-06-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
Aggregate Cloud Particle Effects in Exoplanet Atmospheres
本文提出气溶胶形态对系外行星大气不透明度和驻留时间影响的指导原则，指出高空蓬松聚合粒子可延长驻留时间并影响光谱，且最可能由紫外线轰击局部产生。
2024-08-20 astro-ph.EP
Photochemistry in Terrestrial Exoplanet Atmospheres II: H2S and SO2 Photochemistry in Anoxic Atmospheres
硫气体是地球上火山和生物排放物的常见成分，预计将成为类地系外行星大气的重要输入气体。我们研究了大气成分和含硫化合物的类地系外行星的光谱（即，H2S和SO2）从其表面释放。本文采用一维光化学模型和辐射转移模型，研究了大气中硫从还原到氧化的化学过程。最重要的发现是，基于H2，N2和CO2大气模型，H2S和SO2在几乎所有类型的类地系外行星大气中的化学寿命都很短。这意味着直接检测表面硫排放是不可能的，因为它们的表面排放率需要非常高（>1000倍地球火山硫排放），这些气体才能达到可检测的水平。我们还发现，从地表排放的硫化合物导致大气中元素硫和硫酸的光化学形成，如果饱和，这些元素硫和硫酸会冷凝形成气溶胶。对于类太阳恒星或M星的宜居带中的类地系外行星，类地硫排放率导致在宽范围的颗粒直径（0.1-1微米）的以H2为主的还原性大气中由元素硫组成的光学厚雾，这在我们的模拟中被假定为自由参数。在由N2和CO2组成的氧化大气中，如果地表硫排放量比地球火山硫排放量高2个数量级，则会形成由元素硫气溶胶（S8）或硫酸气溶胶（H2SO 4）组成的光学厚霾。虽然不太可能通过H2S和SO2的光谱特征直接探测到它们，但可以通过用下一代空间望远镜观察反射光中与气溶胶有关的特征来推断它们的排放。
2013-02-26 astro-ph.EP
HST hot Jupiter transmission spectral survey: evidence for aerosols and lack of TiO in the atmosphere of WASP-12b
我们提出的过境热木星WASP-12 b的HST光学透射光谱，采取与STIS仪器。从透射光谱中，我们能够果断地排除系外行星大气中TiO的显著吸收。强压力加宽的Na和K吸收特征也被排除在外，因为是显着的金属氢化物的功能。我们将我们的组合宽带光谱与各种现有的无气溶胶大气模型进行比较，尽管没有一个是令人满意的。然而，我们发现，全透射光谱可以描述的模型，其中包括显着的不透明性气溶胶：包括瑞利散射，米氏散射，托林霾，沉降粉尘配置文件。透射光谱遵循指数为α的幂律的有效消光截面，透射光谱的斜率约束量α T = -3528+/-660 K，其中T是大气温度。瑞利散射（α =-4）是最好的拟合模型之一，尽管需要接近900 K的低终止温度。亚微米尺寸的气溶胶颗粒可以提供同样好的适合整个传输光谱的温度范围很广，我们探索的是一个合理的尘埃气溶胶。大气气溶胶的存在也有助于解释斯皮策观测所暗示的适度明亮的日冕，以及发射光谱的近黑体性质。在较冷的夜侧的含钛冷凝物是WASP-12 b中总体缺乏TiO特征的最自然的解释，表明白天/夜晚冷阱是非常热的凝结物的重要影响。这些发现表明，气溶胶可以在整个大范围的热木星大气中发挥重要的大气作用，可能会影响其整体光谱和能量平衡。（节略）
2013-09-20 astro-ph.EP
Aerosol Constraints on the Atmosphere of the Hot Saturn-mass planet WASP-49b
气溶胶强烈的、几乎与波长无关的吸收截面产生了无特征的系外行星透射光谱，限制了我们描述其大气的能力。在这里，我们表明，即使在无特征光谱的存在下，我们仍然可以表征某些大气特性。具体来说，我们约束气溶胶层的上，下压力边界，并提出合理的组成候选人。我们研究了膨胀的土星质量行星WASP-49 b的情况，近红外观测揭示了0.7和1.0 { \microns }之间的平坦透射光谱。首先，我们使用一个流体动力学上层大气代码来估计电离恒星高能光子在$10^{-8}$巴达到的压力，设置气溶胶可能存在的压力上限。然后，我们结合HELIOS和Pyrat湾辐射传输模型来约束大气气溶胶的温度和光球压力，在贝叶斯框架。对于WASP-49 b，我们将透射光球（因此，气溶胶甲板边界）限制为高于$10^{-5}$ bar（100 $\times$太阳金属丰度）、$10^{-4}$ bar（太阳）和$10^{-3}$ bar（0.1 $\times$太阳）的压力作为下边界，低于$10^{-7}$ bar作为上边界。最后，我们将气溶胶化合物的凝结曲线与地球的压力-温度曲线进行比较，以确定负责吸收的合理凝结物。在这些情况下，我们发现作为候选人：钠$_{2}$ S（在100 $\times$太阳金属丰度）;铬和MnS（在太阳和0.1 $\times$太阳）;和镁橄榄石，顽火辉石和alabandite（在0.1 $\times…
2017-10-06 astro-ph.EP
The Clear Sky Corridor: Insights Towards Aerosol Formation in Exoplanets Using An AI-based Survey of Exoplanet Atmospheres
Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Space Telescope Science Institute（空间望远镜科学研究所）；University of Newcastle（纽卡斯尔大学）
本研究利用基于AI的参数优化器自主运行Eureka管线，处理HST WFC3数据集生成42颗系外行星的透射光谱，发现质量与平衡温度图中存在气溶胶形成受金属丰度驱动的“晴空走廊”新趋势，为JWST未来研究奠定基础。
2024-12-20 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
Overcast mornings and clear evenings in hot Jupiter exoplanet atmospheres
本文利用JWST对九颗热木星的晨昏临边光谱进行观测，发现三颗行星存在显著临边不对称性，提出“不对称视界”经验边界和临边光谱度量（LSM），揭示不均匀气溶胶覆盖对大气参数反演的重大影响。
2025-07-21 astro-ph.EP
Cloudy mornings and clear evenings on a gas giant exoplanet
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Johns Hopkins Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；University of Exeter（埃克塞特大学）；University of Oxford（牛津大学）；Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）
通过测量潮汐锁定气态巨行星WASP-94A b的透射光谱，发现其晨昏两侧大气不对称：早晨侧较冷且有云，傍晚侧较热且显示H2O吸收特征，表明主导气溶胶是昼夜循环的云而非光化学雾霾，这种不对称性会严重影响化学丰度测量。
2026-05-22 astro-ph.EP
Aerosol properties in the atmospheres of extrasolar giant planets
我们使用气溶胶微物理模型来研究高空光化学气溶胶对近距离系外行星（如HD209458b和HD189733b）的透射光谱和大气特性的影响。这些结果在很大程度上取决于中高层大气的温度分布，而这些温度分布却知之甚少。尽管如此，我们的模型HD189733b，根据最近推断的温度分布，产生的气溶胶分布与观察到的透射光谱相匹配。我们认为，HD209458b的高温抑制了高空气溶胶的产生，并导致了比HD189733b更清晰的大气。气溶胶的分布还取决于粒子组成、光化学产生和大气混合。由于这些输入之间的简并，目前的数据不能详细约束气溶胶属性。相反，我们的工作强调了不同因素在控制气溶胶分布中的作用，这将有助于理解不同的观测结果，包括未来任务的观测结果。对于大气环流模式（GCMs）建议的大气混合效率，我们发现气溶胶粒子很小（$\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
The Similar Seven: A set of very-alike exoplanets to test correlations between system parameters and atmospheric properties
对系外行星大气的研究发现，在观测到的高空气溶胶和其他系统参数之间没有明确的相关性。这可能部分是因为缺乏可以分离和检查特定参数的同质系外行星样本。在这里，我们提出了一组七个系外行星具有非常相似的系统参数。我们分析现有的光度时间序列，盖亚视差，和高分辨率光谱数据，以产生一组新的均匀的恒星，行星，和这些系统的轨道参数。有了这一点，我们确认，大多数测量参数的所有系统是非常相似的，除了宿主恒星的金属丰度和可能的高能量辐射水平，这需要紫外线和X射线观测约束。从样品中，WASP-6 b，WASP-96 b和WASP-110 b，观察到透射光谱，我们使用Na I双重态5892.9 μ m来估计它们的气溶胶覆盖水平。我们发现一个试探性的相关性的金属丰度的宿主恒星和行星气溶胶水平。我们发现的恒星金属丰度的趋势可以通过观察样本中剩余行星的透射光谱来测试。根据我们的预测，WASP-25 b和WASP-55 b的气溶胶水平应该高于WASP-124 b和HATS-29 b。最后，我们强调了如何有针对性地调查类似的行星，如这里提出的可能证明关键的确定驱动因素的大气性质的系外行星在未来，并可以作为一个样本选择标准，为未来的观测与例如JWST，ARIEL，和下一代的地面望远镜。
2023-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
A consistent retrieval analysis of 10 Hot Jupiters observed in transmission
我们提出了一个一致的最佳估计检索分析的10个热木星系外行星，每个透射光谱数据跨越可见光到近红外波长范围。使用NEMESIS辐射转移和反演工具，我们计算了WASP-6 b，WASP-12 b，WASP-17 b，WASP-19 b，WASP-31 b，WASP-39 b，HD 189733 b，HD 209458 b，HAT-P-1 b和HAT-P-12 b的可能的大气状态的范围。我们发现所有十颗行星的光谱都与一些大气气溶胶的存在相一致; WASP-6 b，WASP-12 b，WASP-17 b，WASP-19 b，HD 189733 b和HAT-P-12 b都是最好的瑞利散射气溶胶，而WASP-31 b，WASP-39 b和HD 209458 b更好地代表了灰色云模型。HAT-P-1b有属于这两类的解决方案。WASP-6 b、HAT-P-12 b、HD 189733 b和WASP-12 b必须具有延伸至低大气压力（低于0.1 mbar）的气溶胶。一般来说，平衡温度在1300和1700 K之间的行星最好用更深的灰色云层表示，而更冷或更热的行星更适合使用高瑞利散射气溶胶。我们发现除了H $_2$ O之外，几乎没有其他分子吸收剂存在的证据。检索方法可以提供一个一致的图片在一系列热木星大气与现有的数据，并将是一个强大的工具，解释詹姆斯韦伯太空望远镜的观测。
2016-10-06 astro-ph.EP
Haze optical depth in exoplanet atmospheres varies with rotation rate: Implications for observations
本研究针对系外行星大气霾的模拟难题，利用ExoPlaSim模型模拟32种自转速率的潮汐锁定类地行星，发现霾分布与环流状态相关，自转周期超13天的超级地球晨昏线霾光学深度最低，为观测目标选择提供依据。
2024-01-31 astro-ph.EP
Jupiter's Equatorial Plumes and Hot Spots: Spectral Mapping from Gemini/TEXES and Juno/MWR
我们提出了多波长测量的热，化学和云的对比度与可见的黑暗的形成（也被称为5- $μ$ m热点）和干预明亮的羽流之间的边界木星的赤道带（EZ）和北赤道带（NEB）。2017年3月，双子座北望远镜的TEXES 5-20 $μ$ m光谱仪进行的观测揭示了12个热点的对流层上层特性，这些特性与朱诺号使用微波辐射计（MWR），5 $μ$ m的JIRAM和朱诺号可见光图像进行的测量直接比较。MWR和热红外光谱结果在0.7巴附近是一致的。中红外气溶胶不透明度与可见光和5- $μ$ m不透明度图的结果一致。气溶胶对比度，云羽和气溶胶耗尽的热点的定义特征，是不是一个很好的代理微波亮度。与$p<1$ bar下的环境相比，热点既不均匀地更热，也不均匀地贫氨。在0.7巴时，热点边缘的微波亮度与NEB内的其他特征相当。相反，热点在1.5巴时更亮，表明温度较高和/或深度的NH $_3$耗尽。温度和氨在热点内是空间可变的，因此观测的精确位置对它们的解释很重要。反射羽流有时会增强NH $_3$、寒冷的温度和升高的气溶胶不透明度，但每个羽流看起来不同。无论是羽流还是热点都没有微波签名的通道传感$p>10$酒吧，这表明热点/羽流波是一个相对较浅的功能。
2020-05-14 astro-ph.EP
Fractal Aggregate Aerosols in the Virga Cloud Code I: Model Description and Application to a Benchmark Cloudy Exoplanet
本研究在Virga云建模框架中引入分形聚集体气溶胶粒子处理功能，通过参数化动力学和光学效应，应用于GJ 1214 b的KCl云案例，实现了更快、更灵活的光谱模拟。
2025-09-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
Diagnosing aerosols in extrasolar giant planets with cross-correlation function of water bands
地面高分辨率仪器的透射光谱学提供了对系外行星大气组成的关键见解。像水和一氧化碳这样的分子已经通过互相关技术在热气巨星中被明确地识别出来。交叉关联函数（CCF）中的最大值被发现时，在一个二元掩模或模型模板中的分子吸收线匹配的行星中所包含的。在这里，我们演示了如何CCF方法可用于诊断宽带光谱特征，如散射气溶胶在高分辨率过境光谱。这个想法包括利用从光学到近红外的多个水带的存在。我们制作了一套典型的热木星模型，涵盖了各种温度和气溶胶覆盖条件。我们证明，比较的CCF的个别水带的模型约束的存在和气溶胶层的属性。两个波段的CCF之间的对比度差异可以达到约100 ppm，这可以很容易地用当前或即将推出的跨越宽光谱范围的高分辨率稳定光谱仪检测到，例如ESTERO，CARMENES，HARPS-N+GIANO，HARPS+NIRPS，SPIRou或CRIRES+。
2018-07-27 astro-ph.EP
Implementation of Aerosol Mie Scattering in POSEIDON with Application to the hot Jupiter HD 189733 b's Transmission, Emission, and Reflected Light Spectrum
本研究在POSEIDON中实现Mie散射气溶胶数据库及多次散射反射/发射反演，并用HD 189733 b的存档数据揭示其晨昏线与日侧大气差异。
2024-10-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
Turbulent Vertical Mixing in Hot Exoplanet Atmospheres
由双扩散剪切不稳定性驱动的湍流垂直传输在热的系外行星大气中可能很重要。在热木星大气层中，垂直混合似乎足以减轻夜面的冷阱，从而促进这些行星上夜间云的维持。预计在热木星热光球附近的强烈垂直混合水平将影响其大气化学，甚至其垂直结构，其中云辐射反馈被证明是重要的。
2019-03-25 astro-ph.EP
A mirage of the cosmic shoreline: Venus-like clouds as a statistical false positive for exoplanet atmospheric erosion
JWST对类金星大气的近期研究有望推进我们对类地行星演化的认识。然而，对太阳系中金星的远程研究和正在进行的描述气态系外行星特征的努力都表明，高空气溶胶可能会限制对低层大气的观测研究，并可能使将系外行星识别为“类金星”变得具有挑战性。为了支持JWST外金星表征的实用方法，我们使用金星大气模型与七个TRAPPIST-1系外行星的自洽云形成来研究可以使用透射和发射光谱探测的大气深度。我们发现，JWST/MIRI LRS二次日食发射光谱在6 $μ$ m的不透明窗口可以探测至少一个数量级更深的压力比透射光谱，可能允许访问的两个热的最内层TRAPPIST-1行星的云下大气。此外，我们还发现了硫酸气溶胶的两个干扰效应，这可能对用透射光谱表征类地系外行星具有重要意义：（1）在产生观测光谱连续体时，云顶和固体表面之间存在模糊性;（2）云的形成区域沿半长轴高度下降，导致可观测云顶压力随恒星日照减少而增加。总之，这些影响可能会产生一种趋势，即在较低的恒星日照下观察到较厚的大气层-一个令人信服的大气逃逸假阳性和一个经验性的“宇宙海岸线”。然而，发展观测和理论技术来识别金星类系外行星，并将它们与恒星风吹世界区分开来，将使陆地比较行星学这一新兴领域取得进展。
2019-11-20 astro-ph.EP
Aerosols are not Spherical Cows: Using Discrete Dipole Approximation to Model the Properties of Fractal Particles
本文比较Mie、MMF和DDA三种模型在系外行星与褐矮星大气气溶胶光学性质计算中的差异，揭示Mie理论的系统性偏差，并提出低分辨率模型加速策略及CORAL和SPHERIFY两种新代码。
2023-12-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
UV Absorption by Silicate Cloud Precursors in Ultra-hot Jupiter WASP-178b
已经发现气溶胶在亚恒星大气中几乎无处不在。这些气溶胶在系外行星中开始形成的精确温度还没有被观测限制。理论模型和对柔和光谱特征的观测表明，硅酸盐云在至少950至2，100 K之间的系外行星中发挥着重要作用。然而，一些巨行星被认为足够热，可以完全避免冷凝。在这里，我们提出了一个超热木星，WASP-178 b（$\sim$ 2,450~K）的近紫外透射光谱，表现出显着的NUV吸收。这种短波吸收是在大气层高度方面观测到的系外行星中最大的光谱特征之一。贝叶斯检索表明，存在的气体难熔物质含有硅和镁，这是在较低温度下的凝结云的前体。特别是SiO以前从未在系外行星中被检测到，但WASP-178 b中SiO的存在与理论预期一致，因为它是高温下主要的含硅物质。这些观测结果使我们能够重新解释先前对HAT-P-41 b和WASP-121 b的观测结果，这些观测结果没有考虑SiO，表明硅酸盐云的形成始于平衡温度在1，950至2，450 K之间的系外行星。
2022-04-07 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
The Detectability and Characterization of the TRAPPIST-1 Exoplanet Atmospheres with JWST
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）将首次提供机会以足够的精度来表征类地系外行星，以识别高平均分子量的大气，而TRAPPIST-1的七颗已知的过境地球大小的行星是特别有利的目标。为了帮助社区准备JWST，我们使用TRAPPIST-1系外行星的合理海洋损失和可居住环境的模拟，并测试所有明亮物体时间序列光谱模式和所有MIRI测光过滤器的模拟，以确定使用传输和发射观测进行大气检测和表征的最佳观测策略。我们发现，透射光谱与NIRSpec棱镜是最佳的检测地球，含二氧化碳的大气，可能在不到10个过境的所有七个TRAPPIST-1行星，如果他们缺乏高海拔气溶胶。如果TRAPPIST-1行星拥有类似金星的H2SO 4气溶胶，则可能需要多达12倍的凌日才能探测到大气层。我们提出了最佳的仪器和观测模式，在一个给定的陆地大气中的单个分子物种的检测和观测策略，用于区分进化状态。我们发现，水可能是令人望而却步的难以检测金星和可居住的大气层，由于其存在于大气中的传输光谱较低的敏感性。虽然生物O2和O3的存在将是非常具有挑战性的检测，从过去的海洋损失非生物产生的氧气可能是可检测的所有七个TRAPPIST-1行星通过O2-O2碰撞引起的吸收在1.06和1.27微米，或通过近红外O3功能的外部三个行星。我们的研究结果构成了一套假设的性质和可探测性的高度进化的陆地系外行星的大气，可以测试与JWST。
2019-05-17 astro-ph.EP
Signatures of Clouds in Hot Jupiter Atmospheres: Modeled High Resolution Emission Spectra from 3D General Circulation Models
对热木星系外行星的散射光和热辐射的观测表明，它们的大气中存在不均匀的气溶胶。3D大气环流模式（GCM）试图模拟气溶胶的影响，已被开发来了解其动力学结构背后的物理过程。在这项工作中，我们调查如何不同的方法来气溶胶建模在大气环流模型的热彗星影响高分辨率的热发射光谱在整个行星的轨道的持续时间。使用的结果与温度相关的云形成的GCM，我们计算光谱的一个代表性的热木星与不同的假设云的垂直范围和厚度。然后，我们将这些光谱与没有云或只是经过后处理（即，随后添加到已完成的清晰模型中）。我们表明，在GCM中的云的温度依赖性治疗产生高分辨率的发射光谱，是明显不同的清晰和后处理的情况下-无论是在连续通量水平和线剖面-和增加云的垂直范围和厚度导致这些功能的更大的变化。我们评估的净多普勒频移的频谱引起的全球风和地球的旋转，并表明它们是强烈的相位依赖性，特别是对于模型更厚，更广泛的云。这项工作进一步证明了辐射反馈在热彗星的多云大气模型中的重要性，因为这可能对解释系外行星大气的光谱观测产生重大影响。
2021-01-13 astro-ph.EP
Pre-computed aerosol extinction, scattering and asymmetry grids for scalable atmospheric retrievals
Université Paris Cité, Université Paris-Saclay, CEA, CNRS, AIM（巴黎西岱大学、巴黎萨克雷大学、法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、天体物理学和分子光谱学研究所）；Kapteyn Institute, University of Groningen（卡普坦研究所、格罗宁根大学）
本文通过预计算气溶胶消光、散射和不对称参数网格，提升大气反演效率，支持多类凝结物的深入研究，减少计算时间并保持准确性。
2026-01-20 astro-ph.EP astro-ph.IM
Early Insights for Atmospheric Retrievals of Exoplanets using JWST Transit Spectroscopy
我们已经进入了詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）的时代。我们使用NIRSpec仪器在3-5 $μ$ m范围内获得的热土星质量系外行星WASP-39 b的第一个JWST透射光谱来研究（a）该光谱范围内JWST质量数据可能存在哪些大气约束，（b）对检索中使用的大气模型的要求，（c）数据简化管道之间的差异对检索的大气属性的影响，以及（d）JWST在3-5 $μ$ m范围内的数据与HST在较短波长的观测之间的互补性。在3-5 $μ$ m范围内的JWST光谱为化学探测提供了一个有希望的途径，同时包含了几个突出的气溶胶的云不透明度窗口。我们证实了最近的推断CO $_2$，SO $_2$，H $_2$ O，和CO在WASP-39 b，H $_2$ S报告的初步证据，并检索元素丰度与土星的金属丰度一致。我们检索分子丰度与$\sim$ 0.3-0.6 dex精度与此相对有限的光谱范围。当单独考虑3-5 $μ$ m数据时，报告的不同还原管道的光谱差异可能会影响丰度估计值，最高可达$\sim$ 1 dex，并影响不太突出的物种的可检测性。与较短波长的数据相补充，例如与其他JWST仪器或HST WFC 3（$\sim$ 0.8-1.7 $μ$ m）相补充，可以大大提高丰度估计的准确性和精确度。高质量的数据使得能够限制气溶胶特性，包括其组成，模态大小和范围，激发他们在检索中的考虑。我们的研究结果突出了JWST…
2023-01-06 astro-ph.EP
Unusually Hot Interiors Could Reconcile the Missing Methane Problem for Warm-to-Hot Exoplanets with Hydrogen Atmospheres
University of Texas at San Antonio（德克萨斯大学圣安东尼奥分校）；Southwest Research Institute（西南研究所）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文提出一个基于地质化学的框架，探讨高内部温度能否解释系外行星中甲烷的缺失，利用大气化学分析揭示行星内部热力学状态与大气成分的关系。
2026-04-02 astro-ph.EP
Rapid escape of ultra-hot exoplanet atmospheres driven by Hydrogen Balmer absorption
大气逃逸是解释我们太阳系及其他行星长期演化的关键，也是解释大气测量结果的关键。流体动力学逃逸通常被认为是由行星从其宿主恒星接收的极紫外光子通量驱动的。在这里，我们表明，逃离行星绕热恒星的收益通过一个不同的，但互补的过程：从强烈的近紫外线辐射的恒星，是在光学薄，高海拔大气层的氢激发到较低的状态的巴耳末系沉积其能量。超热的系外行星KELT-9 b可能代表了这种Balmer驱动的逃逸的第一个已知实例。在这种流体动力逃逸的情况下，恒星的近紫外辐射在确定行星质量损失方面比极紫外辐射更重要，而极紫外辐射的不确定性变得不那么重要。此外，我们预测，热恒星周围的气体系外行星可能会经历灾难性的质量损失，当它们的质量小于1- 2木星质量，并且比KELT-9 b更接近时，从而挑战所有大型系外行星对大气逃逸稳定的范式。我们认为，极端逃逸将影响近距离绕热恒星运行的系外行星的人口统计。
2019-10-01 astro-ph.EP
Steepening Optical Slopes in Exoplanet Transmission Spectra with Charged Hazes
The University of Tokyo（东京大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；University of Toronto（多伦多大学）；SOKENDAI（综合研究大学院大学）；RIKEN（理化学研究所）
本研究开发了包含薄雾带电的系外行星大气微观物理模型，发现带电通过抑制凝结减小粒子尺寸，在弱垂直混合下使光学光谱斜率变陡，尤其对散射主导材料影响显著，为解释超瑞利斜率提供了新机制。
2026-09-14 astro-ph.EP
JWST Transit Spectra I: Exploring Potential Biases and Opportunities in Retrievals of Tidally-locked Hot Jupiters with Clouds and Hazes
我们可以获得最高信噪比过境光谱的许多系外行星都是潮汐锁定的。潮汐锁定行星上的大气层可能在行星的白天和黑夜之间表现出巨大的差异，两极，以及早晨和晚上的终结者。在本文中，我们说明了如何气溶胶和昼夜温度梯度的综合影响形状过境光谱的潮汐锁定系外行星时，考虑到完整的三维结构和评估的影响，检索的大气属性。为此，我们已经开发了一个新的代码，METIS，它可以计算过境光谱的任意跨纬度高度网格的温度和压力。使用METIS，我们将云和薄雾的灵活处理与简单的参数化昼夜温度梯度配对，以计算过境光谱，并在广泛的系外行星大气特性中进行检索实验。我们的主要发现是：（1）气溶胶的存在通常会增加昼夜温度梯度对过境光谱的影响;（2）当试图执行贝叶斯参数估计时忽略昼夜温度梯度，当气溶胶存在时仍然会返回有偏差的结果，如文献中对于晴朗大气所示的那样;（3）在考虑昼夜温度梯度的情况下，一些凌日谱可以提供足够的信息来约束温度和昼夜转换的宽度。云和霾的存在实际上可以加强这种约束，但也削弱了对金属丰度的约束。本文代表了朝着开发足够复杂的模型和理论以匹配即将可用的优质数据的更大目标迈出的一步。
2020-06-12 astro-ph.EP
The role of cloud particle properties on WASP-39b transmission spectrum based on JWST/NIRSpec observations
本研究利用 JWST/NIRSpec 对 WASP-39b 的观测和贝叶斯嵌套采样反演，发现气溶胶消光的波长依赖可被约束，并会影响气体丰度反演。
2025-01-29 astro-ph.EP
Magnetic Scaling Laws for the Atmospheres of Hot Giant Exoplanets
我们提出了热巨系外行星大气中平流、辐射、磁阻力和欧姆耗散的标度律。在弱热电离极限下，欧姆耗散随行星平衡温度（T_eq >~ 1000 K）的增加比太阳辐射功率的增加快，最终达到太阳辐射功率的~ 1%，这可能足以使热彗星的半径膨胀。在较高的T_eq值仍然，磁阻力迅速制动大气风，这降低了相关的欧姆耗散功率。例如，当行星磁场强度B= 10 G时，基准标度律表明，在T_eq ~ 1300-2000 K的平衡温度范围内，欧姆耗散超过太阳辐射功率的1%，在T_eq ~ 1600 K处有一个峰值。在行星热光球层的磁拖曳风的证据可能会出现在减少纵向偏移的昼侧红外热点的形式。这表明热点偏移量和半径膨胀程度之间可能存在一种因果关系，以一种可观测的方式将热巨型系外行星的大气和内部性质联系起来。虽然提供了一个有用的框架，探索磁场的情况下，标度律也揭示了强大的参数依赖性，特别是相对于未知的行星磁场强度。
2011-11-12 astro-ph.EP
Mass-Loss Evolution of Close-In Exoplanets: Evaporation of Hot Jupiters and the Effect on Population
在其演化过程中，短周期系外行星可能会由于来自其宿主恒星的强烈XUV（X射线和极紫外线）辐射而通过大气逃逸而失去包层质量。由轨道演化或强烈的大气逃逸引起的罗奇瓣溢出也会导致质量损失。为了研究质量损失对内行星种群的影响，我们计算了热彗星的演化，考虑了它们的包层质量损失和热收缩。质量损失被认为是发生通过XUV驱动的大气逃逸和以下的罗氏瓣溢出。质量损失的失控效应导致了种群的二分法：保留信封的热彗星和信封完全丢失的超级地球。演化主要取决于行星的核心质量，而对迁移历史的影响很小。在核心较小（约10个地球质量）的热木星中，失控的大气逃逸和随后的洛希瓣溢出可能会产生亚木星沙漠，正如在行星种群的质量和半径分布中所观察到的那样。将我们的结果与形成情景和观察到的系外行星种群进行比较，我们提出，近轨道系外行星的种群是通过捕获原行星盘内边缘的行星和随后的亚行星蒸发形成的。
2014-01-11 astro-ph.EP
The Influence of Coronal Mass Ejections on the Gas Dynamics of the Atmosphere of a "Hot~Jupiter" Exoplanet
本文介绍了一颗“热木星”系外行星在中心恒星发生日冕物质抛射（CME）过程中大气层气体动力学的三维数值模拟结果。这些计算假设恒星风和日冕物质抛射的参数是典型的太阳值。流动模式的特征变化被认为是准封闭和封闭（但明显扭曲的恒星的引力影响）的系外行星的气体信封。它表明，一个典型的日冕物质抛射是足以撕裂的外部的一个不对称的信封，位于超出罗氏瓣，并进行它远离系外行星。这导致在CME通过期间，系外行星包层的质量损失率大幅增加。对于封闭的包层，质量损失率增加约11倍，对于准封闭的包层，质量损失率增加约14倍。可能的演化后果的损失的一部分，在通过的CME的大气进行了讨论。
2016-09-28 astro-ph.EP
Impact of Planetary Parameters on Water Clouds Microphysics
本文利用一维微物理模式研究类地系外行星水云微物理对气溶胶性质和表面气压、重力、恒星辐射等行星参数的依赖，发现表面气压和恒星通量对云辐射效应影响最大，为改进GCM云方案和解释未来观测提供依据。
2024-05-06 astro-ph.EP
Hot Exoplanet Atmospheres Resolved with Transit Spectroscopy (HEARTS) - II. A broadened sodium feature on the ultra-hot giant WASP-76b
高分辨率光谱学是从地面探测系外行星大气的有力工具。钠D线的截面很大，特别适合于在这种情况下研究大气的上层。我们报告的结果从心脏，光谱调查的系外行星大气，进行比较研究的热气巨星，以确定恒星辐射的影响。在该系列的第二个装置中，我们重点介绍了超热巨型WASP-76 b上中性钠的检测。我们使用ESO 3.6米望远镜的HARPS高分辨率摄谱仪观测了行星的三次凌日，并收集了175个WASP-76的光谱。我们反复探测行星大气中中性钠的吸收特征（$0.371\pm0.034\%$ ; $10.75 σ$在$0.75$窄带中）。钠谱线具有半高宽为$27.6\pm2.8$ km·s $^{-1}$的高斯分布。这比HARPS的谱线扩展函数（$2.7$ km s $^{-1}$）宽得多。我们推测，观测到的增宽可以追溯到这颗超高温气体巨星的高层大气的超旋转。
2019-01-30 astro-ph.EP
Hot super-Earths stripped by their host stars
模拟预测，热的超级地球大小的系外行星可以通过光蒸发剥离它们的外壳，这将使它们本身缺乏这些系外行星。然而，系外行星种群中的这种缺失却逃脱了严格的检测。在这里，我们证明，使用asteroseismology在开普勒任务期间观察到的系外行星和系外行星候选者的样本，虽然有大量的超地球大小的系外行星低入射通量，没有发现高入射通量。我们没有发现任何半径在2.2到3.8地球半径之间的系外行星，其入射通量超过地球上入射通量的650倍。系外行星数量的这种差距可以用挥发性元素的蒸发来解释，因此支持了预测。蒸发造成的热超级地球沙漠的确认将为行星系的模拟增加一个重要的限制，因为它们必须能够重现近距离超级地球的缺乏。
2016-04-18 astro-ph.EP
Assessing the Impact of Varying HSO Cross Sections on Photochemical Models: Implications for the Spectral Characterization of Terrestrial Exoplanets
Institute of Astrophysics and Space Sciences, Universidade do Porto（波尔图大学天体物理与空间科学研究所）；Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto（波尔图大学理学院物理与天文系）；Bard College（巴德学院）；Department of Earth and Planetary Sciences, University of California, Riverside（加州大学河滨分校地球与行星科学系）；Blue Marble Space Institute of Science（蓝大理石空间科学研究所）；University of Arizona, Lunar and Planetary Laboratory/Department of Planetary Sciences（亚利桑那大学月球与行星实验室/行星科学系）
研究评估光化学模型对HSO不同紫外-可见截面规定的敏感性，通过模拟HSO2数据推导更新截面规定，发现其增强了G型和K型恒星周围行星光谱中气溶胶散射和吸收特征。
2026-07-07 astro-ph.EP
Origins of Hot Jupiters
热彗星是第一个在主序星周围发现的系外行星，它们的近距离轨道让我们感到惊讶。它们是系外行星如何挑战我们教科书的一个最好的例子，我们的教科书是关于行星系如何形成和进化的太阳系灵感故事。在发现第一颗热木星20多年后，人们对它们的主要起源通道还没有达成共识。目前已提出三类热木星形成假说：原地形成假说、盘迁移假说和高偏心率潮汐迁移假说。虽然没有一个起源通道能令人满意地解释所有的证据，但两个主要的起源通道可以解释热彗星本身的性质及其与其他系外行星种群的联系。
2018-01-18 astro-ph.EP
Atmospheric Dynamics of Hot Exoplanets
过去十年来，对系外行星大气层的定性已经成熟，因为天文技术现在允许测量日冕、化学丰度、温度分布和地图、旋转周期，甚至风速。大气动力学设定密度、温度和速度的背景状态，这些状态决定或影响系外行星大气的光谱和时间外观。热的系外行星最适合这些表征技术;在本综述中，我们专注于高辐射，大型系外行星（“热彗星”），因为天文数据开始面临理论问题。总结了从天文观测中推断的基本大气量。我们通过解决一系列当前问题来回顾最先进的技术，并通过考虑一组单独的探索性问题来展望未来。达到下一个层次的理解将需要共同努力，为基准对象构建多方面，多波长的数据集。了解云是一个巨大的障碍，因为它们将简并引入光谱的解释中，而它们的性质和存在直接受到大气动力学的影响。用这些多方面的、多波长的数据集来对抗大气环流模型将有助于我们理解这些和其他退化。未来十年将见证下一代天文数据的理论和模拟的决定性对抗。
2014-10-10 astro-ph.EP
Jupiter as an exoplanet: UV to NIR transmission spectrum reveals hazes, a Na layer and possibly stratospheric H2O-ice clouds
目前，透射光谱分析是探测系外行星大气化学成分最成功的技术。但这些测量的准确性受到观测限制和可能的大气成分多样性的限制。在这里，我们展示了木星的紫外-可见-红外透射光谱，就好像它是一颗过境的系外行星，通过观察它的一颗卫星，木卫三，同时穿过木星的阴影，在木卫三的日食期间由于大气中存在云（气溶胶）和霾，以及甲烷的强吸收特征，光谱显示出强烈的消光。更有趣的是，与辐射转移模型的比较揭示了一个光谱特征，我们在这里将其归因于木星平流层的结晶H2O冰。Na的原子跃迁也存在。这些结果是相关的巨型凌日系外行星的建模和解释。他们还开启了一项新技术，以探索木星大气层上层的大气成分。
2015-02-07 astro-ph.EP
TESS Observations of the Hot Jupiter Exoplanet XO-6b: No Evidence of Transit Timing Variations
根据先前的地面观测，热木星系外行星XO-6 b被报道表现出明显的周期性凌日时间变化（TTV），半振幅为14分钟，周期约为450天。这些变化被解释为是由于XO-6 b和一颗迄今未知的低质量行星之间的共振摄动。为了更好地了解这个神秘的行星系，我们分析了来自凌日系外行星调查卫星（TESS）的三个部门的数据，这些数据跨越了七个多月，该卫星产生了高质量的光变曲线，非常适合描述系外行星和寻找TTV。在这里，我们提出了一个更新的轨道周期为3.7649893 $\pm$ 0.0000037天和过境历元为2456652.7157 $\pm$ 0.0022 BJD $_{TDB}$。我们报告的行星参数，虽然与它们的发现值一致，但大大提高了精度。值得注意的是，我们没有发现TTV的证据：我们可以在3 $σ$水平排除TTV $\gtrsim$ 2.5分钟。因此，TESS数据具有足够的精度和时间基线，可以轻松揭示之前报告的约10分钟的TTV。我们的研究结果突出了TESS强大的后续能力，并证实TTV在热彗星中很少见到，不像小行星的情况。
2020-09-22 astro-ph.EP
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
Repeated Cyclogenesis on Hot-Exoplanet Atmospheres with Deep Heating
本研究通过高分辨率模拟比较潮汐锁定气态巨系外行星的浅层与深层加热，发现深层加热会导致反复生成并西移的巨型气旋风暴及湍流混合，且不同加热类型的热通量可由现有观测区分。
2023-12-07 astro-ph.EP
Combining low- to high-resolution transit spectroscopy of HD 189733b. Linking the troposphere and the thermosphere of a hot gas giant
星载低至中分辨率（R~10^2 - 10^3）大气透射光谱检测最宽的光谱特征（碱金属双峰、分子带、散射），而高分辨率（R~10^5）的地面观测探测到了最清晰的特征这两种技术的区别在于：（1）地面观测的LSF比空间观测的窄10^3倍;（2）星载透射光谱探测到热层底部，而地面观测可以达到10 ^（-11）以下的压力;（3）星载观测直接得出行星的凌日深度，当地面-基于观测测量行星在不同波长下的半径差异。将这两种技术结合起来具有挑战性。我们开发了一种方法来比较在不同分辨率下观测的理论模型。我们介绍PyETA，计算R~10 ^6处透射谱的一维逐线辐射转移程序（0.01 A）。设计了一种混合正演模拟/反演优化方案来处理模拟宽波长范围所需的大量计算资源（0.3 - 2 $μ$ m）。我们将我们的技术应用于HD 189733 b。在这里，HST观测揭示了由于气溶胶散射而导致的平坦光谱，而高分辨率地面HARPS观测揭示了钠线的尖锐核心。我们通过建立同时再现两个数据集的模型来协调这些结果，从对流层到热层。我们证实：（1）对流层气溶胶散射的存在;（2）钠核特征是热层起源的.考虑到气溶胶，钠核指示热层温度达10000K.热层温度的精确值随钠丰度和气溶胶层高度而退化.
2018-05-08 astro-ph.EP
Modelling reflected polarised light from close-in giant exoplanet WASP-96b using PolHEx (Polarisation of Hot Exoplanets)
本文提出 PolHEx 代码，结合 GCM 与动力学云模型模拟 WASP-96b 的反射流量和线偏振光谱，揭示云粒子物质、尺寸、形状及晨昏终止线差异的影响。
2023-11-02 astro-ph.EP
Water on Hot Rocky Exoplanets
数据显示，大多数轨道周期为$p$ $<$ 100 d的岩石系外行星（“热”岩石系外行星）形成于富含气体的次海王星，随后失去了大部分的外壳，但这些岩石系外行星是否仍然有大气层是未知的。我们确定了一条路径，通过该路径，轨道周期为10-100天的1-1.7 $R_{Earth}$（1-10 $M_{Earth}$）岩石系外行星可以获得长寿命的10-2000巴的大气，这些大气是H $_2$ O主导的，平均分子量为$>$ 10。这些大气层是在行星从亚海王星演变成岩石系外行星的过程中形成的。由硅酸盐岩浆中的铁氧化物还原而成的H $_2$ O在岩浆中高度可溶，形成溶解的储层，只要H $_2$占主导地位的大气持续存在，就不会损失。大尺寸的溶解储库缓冲H $_2$ O气氛，防止H $_2$分散后的损失。在我们的模型中，一个长寿的，以水为主的大气是一个共同的结果，有效的相互作用之间的星云衍生的大气（峰值大气质量分数0.1-0.6重量%）和氧化岩浆（$>$ 5重量% FeO），其次是大气损失。这一观点预测，大多数轨道周期为10-100天，半径在半径谷下边缘0.1-0.2 $R_{Earth}$范围内的岩石行星仍然保留着H $_2$ O大气层。这一预测即将通过JWST进行测试，并对凌日超级地球的数据解释产生影响。
2021-03-13 astro-ph.EP
Photometric Investigation of Hot Exoplanets: TrES-3b and Qatar-1b
介绍了对“热彗星”TrES-3b和Qatar-1b的系外行星凌日的新的光度跟踪观测。给出了两个行星系的R滤波光变曲线的加权平均值，并与前人的结果进行了比较。用WINFITTER程序对渡越光变曲线进行了分析。估计了行星的物理性质。行星半径被发现是$R_p = 1.381 \pm 0.033 R_J$的TrES-3b和$R_p = 1.142 \pm 0.025 R_J$的卡塔尔-1b。还确定了过境时间及其不确定性，并为两个系统计算了新的线性星历。对过境时间的分析表明，无法确定TrES-3b的显著信号，而卡塔尔-1b的证据较弱，可能会使用更精确的未来过境时间进行测试。
2017-04-12 astro-ph.EP
