論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1902.04188
Wang & Dai (2019)
Dusty outflows in planetary atmospheres: Understanding "super-puffs" and transmission spectra of sub-Neptunes
(惑星大気中のダストの多いアウトフロー：「スーパーパフ」とサブネプチューンの透過スペクトルの理解)

概要

Super-puffs (スーパーパフ) は，平均密度が 10^-1 g cm^-3 程度以下の異常に低密度の惑星である．このような惑星は表面重力が小さく，広がった大気は惑星系の年齢より十分短いタイムスケールで極端な流体力学的質量放出 (“boil off”) を起こす．

さらに謎なのは，スーパーパフは大気のスケールハイトが 3000 km 程度あるが，最近の観測ではケプラー51b と 51d では完全に平坦な透過スペクトルが見られていることである．

ここでは，両方の観測を説明する新しいシナリオについて調査を行った．
非静的な大気の流出 (10^-10 地球質量/年程度以上) が，大気中の非常に小さいダスト粒子 (サイズ ~ 10Å，質量比 10^-2 程度) を大気の高高度まで輸送する (気圧が 10^-6 bar 未満) というシナリオを考える．高高度のダストが観測される惑星のトランジット半径を膨張させ，透過スペクトルを平坦にする．

過去の静的な大気モデルでは，大気中の雲を持ち上げたり，光化学ヘイズをその様な高高度で生成するのが困難だった．ここではこのシナリオを検証するために，透過スペクトルの波長の範囲を広げることを提案する．

もしこのシナリオが正しければ，ダストの多い大気アウトフローは，多数の若い (10⁹ yr 未満)，低質量 (10 地球質量程度以下) の系外惑星に影響を及ぼす．そのため透過光での大気の組成を調査する機会が制限され，観測される惑星のトランジット半径を膨張させ，惑星の質量-半径関係を隠すだろう．

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