WASP-43b 中由深层风喷流引发的赤道逆向昼侧风流动？

我们给出了 WASP-43b 的气候模拟，其具有深层风喷流（深至 700~bar），并在 $p<0.1$~bar 的赤道昼侧与逆向（向西）流动相关联。逆向流动抑制了高效的向东热输送，并自然地解释了 Spitzer 观测到的 WASP-43b（$P_{\text{orb}}=P_{\text{rot}}=0.8135$~days）的小热点偏移和大的昼夜侧温差。我们发现深层风喷流主要与极快自转（$P_{\text{rot}}=P_{\text{orb}}\leq 1.5$~days）相关，这对应于 Rhines 长度小于 $2$ 个行星半径。我们还诊断了可能导致对超自转偏离的波动活动。此外，我们表明，通过对 $p>10$~bar 施加深层强迫机制：收敛时间尺度 $\tau_{\text{conv}}=10^6-10^8$~s 趋于共同绝热线，以及深层线性拖曳（$p\geq 200$~bar，一阶近似模拟磁拖曳），我们的气候模拟可达到完全稳态。下边界稳定性与深层强迫假设也通过 HD~209458b（$P_{\text{orb}}=P_{\text{rot}}=3.5$~days）的气候模拟进行了检验。HD~209458b 模拟始终显示浅层风喷流（从未深于 100~bar）和未受扰动的超自转。若我们施加快速自转（$P_{\text{orb}}=P_{\text{rot}}=0.8135$~days），即便是类 HD~209458b 的模拟也显示出昼侧赤道逆向流动。我们得出结论：对于像 HD~209458b 这样的慢自转天体，将下边界置于 $p=200$~bar 是合理的，但我们建议对于像 WASP-43b 这样快速自转、致密的热木星（$P_{\text{orb}}\leq 1.5$~days），下边界应置于更深处。我们的研究强调，深层大气可能对某些热木星的可观测大气流动有强烈影响。