热气巨星大气流动模式：基于无声模型的洞察
地球与行星天体物理
2025-10-08 v1
摘要
热气巨星是一类轨道靠近恒星的木星级系外行星，因同步旋转呈现极端的昼夜温度差异。这些行星通过迁移光度、红外传输光谱和红外相位曲线分析，提供独特的观测机会，揭示热量输运和大气动力学信息。除常用广义循环模型（GCM）外，本文引入更全面的方法，采用无声流体方程完全捕捉三维非线性流动的特征。我们识别了各种非线性流动模式，分析了日照与热对流达到平衡时的热分布。东向纬向风可达到相当于行星自转速度的数值（最高可达数公里每秒），而较慢的径向流虽不突出，但对热量输运贡献显著，可导致东向或西向热点位移。日间至夜间热量输运效率以及亮度最大值位置均强烈依赖于气压层及其在对流和辐射过程中的相互作用。这些发现有助于解释红外相位曲线的多样性，并提出一种非磁机制解释逆向热点位移。通过拓展传统 GCM 模型的范围，本文展示了无声模型在捕捉受激励系外行星大气复杂多维动力学方面的有效性。
引用
@article{arxiv.2510.05964,
title = {Flow Regimes in Hot Jupiter Atmospheres: Insights from Anelastic Models},
author = {W. Dietrich and J. Wicht},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.05964},
year = {2025}
}