Recent detections of thermal inversions in the dayside atmospheres of some hot Jupiters are motivating new avenues to understand the interplay between their temperature structures and other atmospheric conditions. In particular, TiO has long been proposed to cause thermal inversions in hot Jupiters, depending on other factors such as stellar irradiation, C/O, and vertical mixing. TiO also has spectral features in the optical and near-infrared that have been detected. However, interpretations of TiO signatures rely on the accuracy of TiO opacity used in the models. The recently reported Toto TiO line list provides a new opportunity to investigate these dependencies, which is the goal of the present work. First, we investigate how the Toto line list affects observable transmission and emission spectra of hot Jupiters at low and high resolution. The improvement in the Toto line list compared to a previous line list results in observable differences in the model spectra, particularly in the optical at high resolution. Secondly, we explore the interplay between temperature structure, irradiation and composition with TiO as the primary source of optical opacity, using 1D self-consistent atmospheric models. Among other trends, we find that the propensity for thermal inversions due to TiO peaks at C/O$\sim$0.9, consistent with recent studies. Using these models, we further assess metrics to quantify thermal inversions due to TiO, compared to frequently-used Spitzer photometry, over a range in C/O, irradiation, metallicity, gravity and stellar type.

中文翻译：

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评估热木星大气中二氧化钛引起的光谱和热反转

最近在一些热木星的日侧大气中检测到热反转，正在激发新的途径来了解它们的温度结构与其他大气条件之间的相互作用。特别是，长期以来，人们一直认为 TiO2 会在热木星中引起热反转，这取决于其他因素，如恒星辐射、C/O 和垂直混合。TiO 还在已检测到的光学和近红外光谱中具有光谱特征。然而，二氧化钛特征的解释依赖于模型中使用的二氧化钛不透明度的准确性。最近报道的 Toto TiO 线列表提供了研究这些依赖性的新机会，这是目前工作的目标。首先，我们研究了托托线列表如何影响热木星在低分辨率和高分辨率下的可观测透射和发射光谱。与之前的线列表相比，Toto 线列表的改进导致模型光谱的可观察差异，特别是在高分辨率的光学光谱中。其次，我们使用一维自洽大气模型，以二氧化钛作为光学不透明度的主要来源，探索温度结构、辐射和成分之间的相互作用。在其他趋势中，我们发现由于二氧化钛引起的热反转倾向在 C/O$\sim$0.9 处达到峰值，这与最近的研究一致。使用这些模型，与常用的斯皮策光度法相比，我们进一步评估了量化由 TiO2 引起的热反转的指标，在​​ C/O、辐射、金属丰度、重力和恒星类型的范围内。特别是在高分辨率的光学方面。其次，我们使用一维自洽大气模型，以二氧化钛作为光学不透明度的主要来源，探索温度结构、辐射和成分之间的相互作用。在其他趋势中，我们发现由于二氧化钛引起的热反转倾向在 C/O$\sim$0.9 处达到峰值，这与最近的研究一致。使用这些模型，与常用的斯皮策光度法相比，我们进一步评估了量化由 TiO2 引起的热反转的指标，在​​ C/O、辐射、金属丰度、重力和恒星类型的范围内。特别是在高分辨率的光学方面。其次，我们使用一维自洽大气模型，以二氧化钛作为光学不透明度的主要来源，探索温度结构、辐射和成分之间的相互作用。在其他趋势中，我们发现由于二氧化钛引起的热反转倾向在 C/O$\sim$0.9 处达到峰值，这与最近的研究一致。使用这些模型，与常用的斯皮策光度法相比，我们进一步评估了量化由 TiO2 引起的热反转的指标，在​​ C/O、辐射、金属丰度、重力和恒星类型的范围内。我们发现由于二氧化钛引起的热反转倾向在 C/O$\sim$0.9 处达到峰值，这与最近的研究一致。使用这些模型，与常用的斯皮策光度法相比，我们进一步评估了量化由 TiO2 引起的热反转的指标，在​​ C/O、辐射、金属丰度、重力和恒星类型的范围内。我们发现由于二氧化钛引起的热反转倾向在 C/O$\sim$0.9 处达到峰值，这与最近的研究一致。使用这些模型，与常用的斯皮策光度法相比，我们进一步评估了量化由 TiO2 引起的热反转的指标，在​​ C/O、辐射、金属丰度、重力和恒星类型的范围内。