論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1510.01706
Charnay et al. (2015)
3D modeling of GJ1214b's atmosphere: formation of inhomogeneous high clouds and observational implications
(GJ 1214b大気の3Dモデリング：非一様な高層雲の形成と観測への示唆)

概要

過去の観測では、"温かい"海王星であるGJ 1214bの大気は、特徴に乏しいトランジットスペクトルを持つことが分かっている。これは、高度の高いところに厚い雲かもやを持つことが原因だと考えられている。

ここでは、GJ 1214bの3D大気モデルの計算を行った。この計算は、雲を含んだ水素が主成分の大気であり、雲の放射効果を含んだものである。

計算の結果、大気循環はマイクロメートルサイズの雲粒子を高層大気に運び上げられるほど強いということが判明した。また、一般的には赤道領域では効果は最小になることが分かった。

中心星の光が雲によって散乱させられる効果によって、惑星のアルベドは 0.4 - 0.6に上昇する。さらに 1 mbarより下の大気を冷やす効果がある。しかし、ZnSの雲による加熱の効果により、10 mbarより上の領域の成層圏での温度逆転が形成された。ここでの温度は、昼側では KClを蒸発させるには十分なほど高くなる可能性がある。

雲の粒子が ~ 0.5 μmの時は、ハッブル宇宙望遠鏡での観測と同様の平坦なスペクトルを示す。またその場合は、雲は 3 μmより長い波長に対しては光学的に厚い。

計算した雲を含む大気のうち過去の観測とフィットするモデルの、トランジットスペクトル、放射スペクトル、反射光スペクトルと、GJ 1214bの位相曲線を再現した。その結果、成層圏に形成される温度逆転層は、大気の窓領域にある近赤外から中間赤外の観測で検出できることを示した。熱的な位相曲線の振幅は、惑星大気の金属量に強く依存するが、金属量は雲には僅かにしか影響しない。

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