論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1602.03088
Parmentier et al. (2016)
A transition in the composition of clouds in hot Jupiters
(ホットジュピターの雲の組成の遷移)

概要

ホットジュピター大気内の雲は，広い平衡温度の範囲に渡って大気の透過スペクトルの形状に影響を及ぼすが，その組成はまだ不明である．

最近の観測では，ホットジュピターのケプラーによる光度曲線の形状は非対称を示すことが分かっており，最も高温な部類のホットジュピターにおいては，二次食 (secondary eclipse) の前に光度曲線がピークを迎える．一方，平衡温度が ~ 1900 K よりも低いものでは，二次食の後に光度曲線のピークを持つ．

3D の global circulation model から得られたホットジュピター大気の熱的な構造を用い，その大気構造から期待される雲の分布と，ケプラーで観測した場合の光度曲線の構造を計算した．その結果，熱放射が支配的な光度曲線から，散乱 (反射) が支配的な光度曲線への変化によって，ピークのずれの変化が自然に説明できることが示された．

比較的低温なホットジュピターにおいては，ケプラーによる光度曲線の非対称形状は雲の組成の明確な兆候となる．これは，各雲種は狭い有効温度の範囲のみでしかずれを作ることが出来ないからである．

珪酸塩 (silicate) の雲は，平衡温度 1600 - 1900 K のホットジュピターの観測結果を再現するが，低温のホットジュピターの光度曲線のピークのずれは説明出来ない．対照的に，硫化マンガン (manganese sulfide) の雲は，平衡温度 1300 - 1700 K でのピークのずれに適合する．

珪酸塩雲と硫化マンガン雲の遷移は，~ 1600 K で起きると示唆される．これは褐色矮星での L/T 遷移と類似している．

光球面よりも下における雲粒子のコールドトラップ (cold trapping) は，このような遷移を自然に生成する．また他の凝縮物によるその他の遷移の存在も予測する．多くのホットジュピター夜側は雲が多いと予測され，これはホットジュピターで観測されている熱放射の欠乏と整合的な結果である．

部分的な雲の分布は，昼側と夜側の縁や昼側において一般的であると考えられる．これは分子の存在度の推定に影響を与える．昼側からの放射は，雲のないホットスポット (最も高温の領域) からの放射が支配的になるだろう．

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