热型星云的全局流动模式
地球与行星天体物理
2025-07-02 v1
摘要
在热型及超热型星云中,恒星辐射是大气循环和维持其波动结构的主要驱动力。本研究旨在探讨辐射时刻与动力学时刻的变化如何影响全局流动模式、大气循环效率以及波动结构之间的相互作用。特别是,我们探索了一种先前预测的过渡:增强的恒星辐射抑制了维持超旋转喷气的小尺度波和湍流特征,最终导致更简单以日-夜为主的流动。我们使用THOR通用流体动力学模型对八个 well-studied 热型星云进行仿真,平衡温度范围约为 K 至 K。我们开发了一种基于小波分解的分析方法,用于将模拟风场分解为其潜在波动模式,该方法在解析示例中得到验证。作为对超热型星云流动模式的初步探索,我们为 WASP-121b 进行了额外仿真,其平均分子质量设置为代表由原子氢主导的大气。我们的结果确认,随着恒星辐射增强,大气热量再分配效率下降,小尺度模式对维持超旋转的贡献减弱。随着平衡温度升高,大尺度模式主导大气循环,导致从喷气主导的流动向日-夜循环的转变。此外,通过人为降低平均分子质量,我们部分恢复了循环效率,并重新引入更复杂的多尺度流动模式。这些发现细化了我们对大气循环如何随辐射增强和成分变化而演化的理解,为解释热型及超热型星云大气提供了更为细致的框架。
引用
@article{arxiv.2505.12111,
title = {Global flow regimes of hot Jupiters},
author = {C. Akın and K. Heng and J. M. Mendonça and R. Deitrick and L. Gkouvelis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.12111},
year = {2025}
}
备注
Accepted by A&A. 23 pages, 20 figures, 2 tables