論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1704.07917
Ardaseva et al. (2017)
Lightning Chemistry on Earth-like Exoplanets
(地球型系外惑星での雷の化学)

概要

ここでは，任意の H/C/N/O 化学の大気に適用できる，雷のショックに誘起される化学反応のモデルを提案する．これは主に系外惑星や褐色矮星大気に適用するものである．このモデルは，流体力学と，運動学的ガス相の化学モデル STAND2015 を組み合わせたものである．

このモデルを現在の地球に類似した系外惑星に適用し，NO と NO₂ で観測と一致するのを予言した．
またこのモデルでは，雷撃の直後の嵐の最中における高度依存性のある混合比を予測する．それによると，高度 40 km で NO は 10^-3，40 km 未満で NO₂ は 10<sup-4，オゾンは痕跡程度の量で << 10^-10 となった．

二酸化炭素と窒素で占められた大気を持つ地球的な系外惑星で，全休を覆う強い雷を伴う嵐が発生した場合，NO, NO₂, O₃, H₂O, H₂ の量は大きく変化する事が予測される．また，有意な量の C₂N の存在も予想される．

また初期の地球においては，O₂ は雷によって多くの量が生成されるが，これは光化学反応によって処理される．この事は過去の研究と整合的である．

継続的な全休的な雷を伴う嵐の効果は大きいと予想され，特に NO₂ の場合，~ 3.4 µm と ~ 6.2 µm に最も大きなスペクトルの特徴を持つ．透過光スペクトルの中の特徴は 1 ppm のオーダーなので，ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測では検出は難しいと考えられる．

C₂N は，そのスペクトルの特徴に依存するが，未知の化学反応によって破壊されない限りは．窒素・二酸化炭素主体の大気を持つ地球型系外惑星での雷の重要なトレーサーになり得る．

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