使用非灰度大气环流模型探索 HD 209458b 和 WASP-43b 的深层大气
地球与行星天体物理
2022-10-04 v4
摘要
三维大气环流模型（GCM）的模拟表明，观测到的热木星半径膨胀的一个潜在驱动因素可能是能量从受强辐射的光球层向下平流输送至更深层。本文比较了有效温度相近的非膨胀热木星 WASP-43b 与典型膨胀热木星 HD 209458b 内部的动力学热传输。我们研究了光球层（气压小于 1 bar）中由辐射驱动的加热和冷却在多大程度上影响更深的温度廓线（气压在 1 至 700 bar 之间）。我们使用新的非灰度三维辐射流体动力学模型 expeRT/MITgcm 进行的模拟表明，WASP-43b 的深层温度廓线与相对较冷的绝热线相关。然而，HD 209458b 的深层并未收敛，无论使用冷初始态还是热初始态都几乎保持不变。此外，我们发现深层大气中出现了不同的流动结构。我们发现，与 HD 209458b（3.47 天）相比，WASP-43b 表现出深层赤道急流，这是由该行星相对较快的潮汐锁定自转（0.81 天）驱动的。然而，通过比较不同自转周期的模拟，我们发现所产生的流动结构对深层大气的温度演化影响甚微，后者几乎完全由辐射加热和冷却主导。此外，我们发现更深层的演化可以影响 WASP-43b 光球层的三维温度结构。因此，WASP-43b 的昼侧发射光谱可能为发生在更深处的动力学过程提供更多线索。
引用
@article{arxiv.2202.09183,
title = {Exploring the deep atmospheres of HD 209458b and WASP-43b using a non-gray general circulation model},
author = {Aaron David Schneider and Ludmila Carone and Leen Decin and Uffe Gråe Jørgensen and Paul Mollière and Robin Baeyens and Sven Kiefer and Christiane Helling},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.09183},
year = {2022}
}
备注
accepted for publication in A&A