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The Effect of Clouds as an Additional Opacity Source on the Inferred Metallicity of Giant Exoplanets

Poser, Anna Julia und Nettelmann, Nadine und Redmer, Ronald (2019) The Effect of Clouds as an Additional Opacity Source on the Inferred Metallicity of Giant Exoplanets. Atmosphere, 10 (11), Seite 664. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/atmos10110664. ISSN 2073-4433.

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Kurzfassung

Atmospheres regulate the planetary heat loss and therefore influence planetary thermal evolution. Uncertainty in a giant planet’s thermal state contributes to the uncertainty in the inferred abundance of heavy elements it contains. Within an analytic atmosphere model, we here investigate the influence that different cloud opacities and cloud depths can have on the metallicity of irradiated extrasolar gas giants, which is inferred from interior models. In this work, the link between inferred metallicity and assumed cloud properties is the thermal profile of atmosphere and interior. Therefore, we perform coupled atmosphere, interior, and evolution calculations. The atmosphere model includes clouds in a much simplified manner; it includes long-wave absorption but neglects shortwave scattering. Within that model, we show that optically thick, high clouds have negligible influence, whereas deep-seated, optically very thick clouds can lead to warmer deep tropospheres and therefore higher bulk heavy element mass estimates. For the young hot Jupiter WASP-10b, we find a possible enhancement in inferred metallicity of up to 10% due to possible silicate clouds at ∼0.3 bar. For WASP-39b, whose observationally derived metallicity is higher than predicted by cloudless models, we find an enhancement by at most 50%. However, further work on cloud properties and their self-consistent coupling to the atmospheric structure is needed in order to reduce uncertainties in the choice of model parameter values, in particular of cloud opacities.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/130114/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The Effect of Clouds as an Additional Opacity Source on the Inferred Metallicity of Giant Exoplanets
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Poser, Anna JuliaUniversität RostockNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nettelmann, NadineNadine.Nettelmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Redmer, RonaldUniversität RostockNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 Oktober 2019
Erschienen in:Atmosphere
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:10
DOI:10.3390/atmos10110664
Seitenbereich:Seite 664
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2073-4433
Status:veröffentlicht
Stichwörter:exoplanets, atmospheres
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt PLATO (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Extrasolare Planeten und Atmosphären
Hinterlegt von: Nettelmann, Nadine
Hinterlegt am:06 Nov 2019 08:33
Letzte Änderung:20 Jan 2020 12:32

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