Inversões de temperatura em superterras quentes: o caso dos Cianetos em atmosferas ricas em nitrogênio

Opacidade de CN em comparação com H2O, HCN e CH para T = 2900 K e P = 1 bar. Também é mostrada a opacidade composta de uma atmosfera oceânica de magma com saída de gás de 22 mbar com T = 3000 K (Zilinskas et al. Na preparação). Para cada espécie, a opacidade é calculada assumindo 100% de abundância e mostrada em uma resolução de λ / Δλ = 1000.

Nós mostramos que em atmosferas extremamente irradiadas de super-Terras quentes, a absorção de ondas curtas de Cianetos (CN) pode causar fortes inversões de temperatura.

Baseamos este estudo em observações anteriores de 55 Cancri e, que nos levam a acreditar que as superterras de período ultracurto podem sustentar atmosferas voláteis, ricas em nitrogênio e / ou carbono. Calculamos nossas atmosferas modelo em um equilíbrio convectivo radiativo para uma variedade de casos ricos em nitrogênio e parâmetros orbitais. Demonstramos os efeitos causados por inversões térmicas na química e calculamos espectros de emissão sintética de baixa resolução para uma faixa de 0,5 – 28 ?m.

Nossos resultados indicam que devido à absorção de ondas curtas do CN, atmosferas com temperaturas acima de 2.000 K e C / O ≥ 1,0 estão sujeitas a inversões térmicas. CN é uma das poucas moléculas que é extremamente estável em altas temperaturas que ocorrem no lado diurno de superterras de curto período. O espectro de emissão de tais atmosferas será substancialmente diferente de casos não invertidos. No caso de inversões, as características de absorção tornam-se invertidas, mostrando um fluxo maior do que o esperado.

Propomos que inversões em atmosferas quentes sejam a norma esperada. As super-Terras quentes são alguns dos laboratórios naturais mais extremos para testar as previsões da química e estrutura atmosférica. Eles ocorrem com freqüência, são brilhantes em emissão e têm períodos orbitais curtos. Todos esses fatores os tornam candidatos perfeitos para serem observados com as missões JWST e ARIEL.


Publicado em 02/11/2020 11h10

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