岩浆温度-云反馈解释热岩系外行星 55 Cancri e 上的极端天气多变性

对热岩系外行星 55 Cancri e 的观测报告了在可见光和红外波段上显著但无法解释的亮度多变性，例如，在亚周时间尺度上，其中红外亮度温度波动约 1400 K（具有数百开尔文的不确定性）。我们提出岩浆温度-云反馈作为一种依赖于该行星大气和表面的潜在解释。在此反馈中，在无云条件下，恒星辐射加热表面岩浆，释放出凝结成云的硅酸盐蒸汽。一旦形成，这些云会衰减恒星日照，从而冷却表面，减少蒸汽供应，并降低云量。表面温度升高与云形成之间的时间滞后（可能由于成云蒸汽的大气传输滞后所致）使得表面温度和云量能够产生自持振荡。这些振荡表现为行星热发射和反射星光的波动，导致不同波长下二次食深度的变化，而不会显著影响凌星深度。使用一个简单的模型，我们发现不同的行星参数可以重现观测到的红外亮度多变性。我们还证明了不同波长下的亮度可以反相振荡，这与詹姆斯·韦伯空间望远镜最近的观测一致。此外，我们提出时变且空间不均匀的云覆盖可能导致行星相变曲线振幅和相位偏移的变化，这可能解释了观测结果。最后，我们讨论了在 55 Cancri e 上测试这一提议机制的观测策略。如果得到证实，系外行星上这些可观测的海洋-大气动力学将为岩石行星挥发物的组成、演化和长期命运提供有价值的见解。