A fotoquímica do enxofre rastreia observacionalmente os estados redox do manto de planetas rochosos

A liberação volátil de gases do interior dos planetas controla a composição das atmosferas secundárias dos exoplanetas rochosos. No entanto, as observações indicam que os processos de desequilíbrio, como a fotoquímica e o transporte vertical, podem fortemente.

No entanto, as observações indicam que processos de desequilíbrio, como a fotoquímica e o transporte vertical, podem alterar fortemente a estrutura química dos Júpiteres Quentes. Qual processo domina os diferentes tipos de planetas rochosos e como a liberação de gases e a fotoquímica determinam em conjunto a composição atmosférica permanecem questões em aberto.

As espécies de enxofre são traçadores promissores do acoplamento atmosfera interior porque suas abundâncias atmosféricas são sensíveis tanto ao estado redox do manto quanto à irradiação estelar. A estrutura de modelagem da evolução da atmosfera interior planetária PROTEUS é acoplada a dois modelos químicos, FastChem e VULCAN, para cálculos químicos pós-processados.

Mantos reduzidos produzem atmosferas ricas em H2, e mantos oxidados são dominados por CO2. A fotoquímica afeta a alta atmosfera, esgotando fortemente os voláteis neutros e aumentando os radicais, especialmente em casos altamente irradiados.

O SO2 é fortemente aumentado em estados redox intermediários a oxidados. Os espectros de emissão sintética mostram que o SO2 fotoquímico pode gerar características de absorção a 4 um e a 7, 3/8, 7 um, atingindo ~60 ppm e ~100 ppm, antes de retornar sequencialmente às assinaturas desgaseificadas de ~30 ppm e ~50 ppm para o estado redox do manto oxidado.

Essas assinaturas são detectáveis ​​com o JWST, motivando campanhas de observação direcionadas.

Fonte