Ciencias

Asimetrías en la distribución simulada del ozono en TRAPPIST-1e debido a la orografía

Cortes horizontales de la densidad numérica de O3 para nuestro modelo TRAPPIST-1e a una presión (altitud) de a) 103 hPa (∼15 km) y b) 609 hPa (∼5 km). El punto subestelar tiene 180° de longitud y 0° de latitud. N representa el polo norte y S representa el polo sur. Los paneles inferiores muestran las proyecciones polares. — astro-ph.EP

TRAPPIST-1e es un exoplaneta rocoso bloqueado por mareas que orbita la zona habitable de una estrella enana M. Se espera que futuras observaciones revelen nuevos exoplanetas rocosos y sus atmósferas alrededor de estrellas enanas M.

Para interpretar estas futuras observaciones, necesitamos modelar las atmósferas de estos exoplanetas. Configuramos CESM2-WACCM6, un modelo climático químico, para la órbita y la irradiancia estelar de TRAPPIST-1e, asumiendo una composición atmosférica inicial similar a la de la Tierra.

Nuestro objetivo es caracterizar el posible ozono (O3) distribución y explorar cómo esto se ve influenciado por la circulación atmosférica determinada por la orografía, utilizando la descomposición del viento de Helmholtz y la función de flujo másico meridional.

Sección transversal de la O3 densidad numérica en el plano meridional que pasa por a) punto subestelar yb) punto antiestelar para nuestro modelo TRAPPIST-1e. — astro-ph.EP

El modelo incluía una orografía similar a la de la Tierra y el punto subestelar estaba situado sobre el Océano Pacífico. Para tal escenario, nuestro análisis revela una asimetría Norte-Sur en el escenario simulado.3 distribución. OOO3 la concentración es más alta por debajo del nivel de 10 hPa (por debajo de ~30 km) cerca del Polo Sur.

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Esta asimetría resulta de la presencia de masas de tierra en el lado nocturno que provocan arrastre en los flujos cercanos a la superficie y conducen a una circulación meridional asimétrica.

Las especies catalíticas se distribuyeron aproximadamente simétricamente y no se consideraron el factor principal para OO3 asimetría. La densidad total de la columna de ozono (TOC) fue mayor para TRAPPIST-1e en comparación con la Tierra, con 8000 unidades Dobson (DU) cerca del Polo Sur y 2000 DU cerca del Polo Norte.

Los resultados enfatizan la sensibilidad del O3 para modelar parámetros, ilustrando cómo la incorporación de una orografía similar a la de la Tierra puede afectar la dinámica atmosférica y el O3 distribución. Este vínculo entre las características de la superficie y la dinámica atmosférica subraya la importancia de cómo los cambios en los parámetros de los modelos utilizados para estudiar las atmósferas de los exoplanetas pueden influir en la interpretación de las observaciones.

Anand Bhongade, Daniel R. Marsh, Felix Sainsbury-Martínez, Gregory J. Cooke

Comentarios: Enviado a ApJ
Asignaturas: Astrofísica de la Tierra y Planetaria (astro-ph.EP)
Citar como: arXiv:2407.02444 [astro-ph.EP] (o arXiv:2407.02444v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2407.02444
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Por: Félix Sainsbury-Martínez
[v1] Martes, 2 de julio de 2024 17:21:00 UTC (7.846 KB)
https://arxiv.org/abs/2407.02444

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