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Cloudless Atmospheres for Young Low-gravity Substellar Objects

Authors :
P. O. Lagage
David S. Amundsen
Adam J. Burgasser
Gilles Chabrier
Pascal Tremblin
Isabelle Baraffe
Benjamin Drummond
Eugene A. Magnier
Michael C. Liu
C. Alves de Oliveira
University of Exeter
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École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
The Astrophysical journal letters, The Astrophysical journal letters, Bristol : IOP Publishing, 2017, 850 (1), ⟨10.3847/1538-4357/aa9214⟩, The Astrophysical journal letters, 2017, 850 (1), ⟨10.3847/1538-4357/aa9214⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

Atmospheric modeling of low-gravity (VL-G) young brown dwarfs remains a challenge. The presence of very thick clouds has been suggested because of their extremely red near-infrared (NIR) spectra, but no cloud models provide a good fit to the data with a radius compatible with evolutionary models for these objects. We show that cloudless atmospheres assuming a temperature gradient reduction caused by fingering convection provides a very good model to match the observed VL-G NIR spectra. The sequence of extremely red colors in the NIR for atmospheres with effective temperature from ~2000 K down to ~1200 K is very well reproduced with predicted radii typical of young low-gravity objects. Future observations with NIRSPEC and MIRI on the James Webb Space Telescope (JWST) will provide more constrains in the mid-infrared, helping to confirm/refute whether or not the NIR reddening is caused by fingering convection. We suggest that the presence/absence of clouds will be directly determined by the silicate absorption features that can be observed with MIRI. JWST will therefore be able to better characterize the atmosphere of these hot young brown dwarfs and their low-gravity exoplanet analogues.<br />Comment: Accepted in ApJ

Details

Language :
English
ISSN :
20418205 and 20418213
Database :
OpenAIRE
Journal :
The Astrophysical journal letters, The Astrophysical journal letters, Bristol : IOP Publishing, 2017, 850 (1), ⟨10.3847/1538-4357/aa9214⟩, The Astrophysical journal letters, 2017, 850 (1), ⟨10.3847/1538-4357/aa9214⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7bedec365fd89b50c3f3b82c7bb8ae0f