論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1708.06976
Juncher et al. (2017)
Self-consistent atmosphere modeling with cloud formation for low-mass stars and exoplanets
(低質量星と系外惑星のための雲形成を含めた自己無撞着大気モデル)

概要

低質量の恒星と系外惑星は，豊富な化学反応が起き，雲が形成されうる非常に低温な大気を持つ．系外惑星の分光観測の数が増えて来ており，雲の形成と惑星大気へのフィードバックを決定する形成過程を一貫して含むための，自己無撞着なモデル大気シミュレーションが必要とされる．

MARCS モデル大気をシミュレーションで補完することで，輻射輸送と大気構造・大気化学の自己無撞着な解が得られる．ここでは，MARCS と，超低温大気中での雲形成 (雲の核形成，成長・蒸発，重力沈降，対流混合，元素欠乏) を記述する運動学的モデルを組み合わせた．

太陽組成で log(g) = 4.5 で，有効温度が 2000 - 3000 K の大気モデルを自己無撞着に計算した．恒星や準恒星天体の大気中での雲形成は，天体の有効温度が 2700 K 未満の場合に発生し，2400 K 未満の大気の大気構造とスペクトルに大きな影響を与える．

このモデルで得られた合成スペクトルと，観測されている天体のスペクトルを比較した．その結果，中期から晩期のスペクトル型である M 型矮星と，早期型の L 型矮星のスペクトルと合うことが分かった．

大気の幾何学的な広がり (τ = 1 となる半径) は波長によって変わり，これによるフラックスの変動は ~ 10%程度になる．これは，大気の幾何学的な広がりに換算すると 50 km 程度に対応する．

また，モデル系外惑星に対して DRIFT-MARCS を適用して計算を行った，
ここでのシミュレーション結果は，WASP-19b のスピッツァー宇宙望遠鏡での観測結果を再現する事が分かった．このモデルは，惑星の昼側から夜側への一定のエネルギー輸送があり，温度逆転層を持たない，深い雲なし大気を持つ系外惑星が存在する事を示す．

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