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驱动行星质量天体变化性与云团调制的大气波

地球与行星天体物理 2024-05-21 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

处于相对偏红的 L 型矮星向偏蓝的中晚 T 型矮星过渡阶段(Teff1300\rm{T}_{eff}\sim1300\,K)的行星质量天体和褐矮星,表现出增强的分光测光变化性。多历元观测支持大气行星尺度波(Kelvin 波或 Rossby 波)是这种变化性的主要来源;然而,与硅酸盐和金属云团沉降相关的大型斑点也已被理论化研究,并得到多普勒成像的支持。我们将波动模型和斑点模型同时应用于拟合 SIMP\,J013656.5+093347(以下简称 SIMP0136)的近红外(NIR)多波段(YY/JJ/HH/KK)测光数据,这些数据是使用广域红外相机在加法夏威夷望远镜上收集的。SIMP0136 是一个位于 L/T 过渡阶段(T2±0.5\pm0.5)的行星质量天体(12.7±1.0 MJ\pm1.0 \ \rm{M_J}),已知在多个自转周期内表现出光变曲线演化。我们测得在 YYJJHHKK 波段的最大峰峰值变化性分别为 6.17±0.46%6.17\pm0.46\%6.45±0.33%6.45\pm0.33\%6.51±0.42%6.51\pm0.42\%4.33±0.38%4.33\pm0.38\%,并发现证据表明所有四个 NIR 波段均更倾向于波动模型。此外,我们确定为了重现观测到的变化所需的斑点尺寸大于 Rossby 形变半径和 Rhines 尺度,这在物理上是不合理的。通过波动产生的光变曲线与相关颜色变化性之间的相关性,我们发现了行星尺度、波动诱导的云团调制和破裂的证据,这与木星大气相似并得到了大气环流模型的支持。我们还探测到 HKH-KJHJ-H 颜色时间序列之间存在 93.8±7.493.8^{\circ}\pm7.4^{\circ}12.7σ12.7\sigma)的相移,为 SIMP0136 大气中复杂的垂直云层结构提供了证据。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.04840,
  title  = {Atmospheric Waves Driving Variability and Cloud Modulation on a Planetary-Mass Object},
  author = {Michael K. Plummer and Ji Wang and Étienne Artigau and René Doyon and Genaro Suárez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.04840},
  year   = {2024}
}

备注

22 pages, 10 figures, 3 tables. Accepted for publication in ApJ