超热木星新兴昼侧的极端风

Yapeng Zhang; Joost P. Wardenier; Aaron Householder; Thaddeus D. Komacek; Aurora Kesseli; Fei Dai; Andrew W. Howard; Julie Inglis; Heather A. Knutson; Dimitri Mawet; Lorenzo Pino; Nicole Wallack; Jerry W. Xuan; Theron W. Carmichael; Daniel Huber; Rena A. Lee; Nicholas Saunders; Lauren Weiss; Jingwen Zhang

doi:10.3847/2041-8213/ae36a1

超热木星新兴昼侧的极端风

地球与行星天体物理 2026-01-29 v1

作者: Yapeng Zhang , Joost P. Wardenier , Aaron Householder , Thaddeus D. Komacek , Aurora Kesseli , Fei Dai , Andrew W. Howard , Julie Inglis , Heather A. Knutson , Dimitri Mawet , Lorenzo Pino , Nicole Wallack , Jerry W. Xuan , Theron W. Carmichael , Daniel Huber , Rena A. Lee , Nicholas Saunders , Lauren Weiss , Jingwen Zhang

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摘要

高分辨率光谱学通过解析行星信号随轨道相位变化的多普勒频移，为直接探测大气动力学提供了独特的机会。利用光学光谱仪凯克行星探测器，我们对超热木星KELT-9 b的高分辨率相位曲线光谱进行了一项先导研究。我们从凌星后到掩星前（轨道相位phi = 0.1 - 0.45）在光谱和时间上解析了其昼侧发射。随着昼侧旋转进入视野，信号强度和宽度随轨道相位增加。净多普勒频移从-13.4 ± 0.6 km/s逐渐变化到-0.4 ± 1.0 km/s，其变化幅度超过了其6.4 ± 0.1 km/s的自转速度，提供了大气风存在的明确证据。我们设计了一个反演框架来拟合整个时间序列光谱，考虑了由于自转和风引起的谱线轮廓变化。我们在新兴昼侧反演出高达11.7 ± 0.6 km/s的超音速昼-夜风，代表了迄今为止热木星中最极端的大气风。与三维环流模型的比较揭示了一个弱的大气阻力，这与空间基相位曲线测量也支持的相对高效的热再循环一致。此外，我们反演了昼侧化学成分（包括Fe I、Fe II、Ti I、Ti II、Ca I、Ca II、Mg I和Si I）和温度结构，并对夜侧热廓线施加了约束。我们的高分辨率相位曲线光谱和测量到的超音速风为环流模型中的极端物理学提供了极好的基准，展示了该技术在理解热木星气候方面的能力。

关键词

超热木星大气动力学高分辨率光谱学多普勒频移超音速风相位曲线 KELT-9 b

引用

@article{arxiv.2601.20849,
  title  = {Extreme winds on the emerging dayside of an ultrahot Jupiter},
  author = {Yapeng Zhang and Joost P. Wardenier and Aaron Householder and Thaddeus D. Komacek and Aurora Kesseli and Fei Dai and Andrew W. Howard and Julie Inglis and Heather A. Knutson and Dimitri Mawet and Lorenzo Pino and Nicole Wallack and Jerry W. Xuan and Theron W. Carmichael and Daniel Huber and Rena A. Lee and Nicholas Saunders and Lauren Weiss and Jingwen Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.20849},
  year   = {2026}
}

备注

published in ApJL

超热木星新兴昼侧的极端风

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