系外行星大气的朦胧度取决于气溶胶粒子的特性 _生活百科

温带系外行星大气中的光化学反应导致形成小的有机雾霾颗粒。每天在地球大气层中形成大量这些光化学雾霾，但我们星球的天空相对晴朗。原因与通过沉积过程从大气中去除雾霾颗粒的难易程度有关。
【系外行星大气的朦胧度取决于气溶胶粒子的特性】

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加州大学圣克鲁斯分校的博士后研究员、该研究的主要作者于新廷于 7 月 12 日发表在《自然天文学》上，他说：“决定大气清晰程度的不仅是雾霾的产生，还有雾霾的去除。”
Yu 和她的同事测量了实验室在代表系外行星大气的条件下产生的雾霾颗粒的特性，包括一系列气体成分、温度和能源。共同作者、加州大学圣克鲁斯分校地球与行星科学助理教授张曦说，像这样的实验室实验对于理解雾霾的形成及其对观测的影响至关重要。
“我们无法从系外行星带回雾霾样本，因此我们必须尝试在实验室中模拟大气条件，”他说。
据 Yu 介绍，雾霾去除取决于称为表面能的粒子的关键材料特性。“表面能描述了材料的凝聚力或‘粘性’，”她说。
粘性雾霾颗粒在碰撞时很容易相互结合，成长为更大的颗粒，从大气中掉落到地球表面(这一过程称为干沉积) 。它们还为云滴提供了良好的凝结核，并且很容易通过湿沉积去除。地球上产生的雾霾通常具有高表面能，因此具有“粘性”并能有效地从大气中去除。
Yu 的实验室实验表明，系外行星大气中产生的雾霾是高度多样化的，其特性取决于它们产生的条件。
“其中一些类似于地球的阴霾，具有很高的表面能，并且很容易去除，导致天空晴朗，”她说。“但其中一些具有非常低的表面能，就像一个不粘锅;它们不能很好地与其他颗粒结合，并且长时间保持悬浮在大气中的小颗粒。”
研究发现，一个关键因素是产生雾霾颗粒的温度。在大约 400 开尔文 (260°F) 下产生的雾霾往往具有最低的表面能，导致去除效率较低和更朦胧的气氛。Yu 说，这一发现实际上与观察到的趋势相符，并指出温度在 400 到 500 K 的系外行星往往是最朦胧的。
她说，位于宿主恒星宜居带的较冷行星更有可能拥有清晰的大气层。“我们可能不必担心可居住的系外行星对于未来的观测来说太朦胧了，因为在较低的温度下，雾霾往往具有更高的表面能，”于说。“所以很容易去除这些阴霾，留下相对清晰的大气。”
天文学家期待着即将推出的詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 拥有一个强大的工具来表征系外行星的大气层。当系外行星穿过其恒星表面时，其大气层会过滤来自恒星的光，这让拥有足够灵敏望远镜(如 JWST)的天文学家有机会使用透射光谱法识别大气层的化学成分。
张说，朦胧的大气会干扰透射光谱，但雾霾本身可能仍会产生有价值的信息。