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充气热气球:通过耦合欧米尔模型与内部涡旋演化推断平均大气速度

地球与行星天体物理 2025-08-27 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

数百颗热气球(HJ)观测到的充气半径代表了长期以来的开放性问题。本研究在欧米尔耗能由大气磁感应引起的框架内,定量研究此现象,这是解释半径异常的最有前景的机制之一。我们使用MESA模拟了范围在观测所覆盖范围内的受辐射巨行星,包含各种质量和平衡温度,纳入来自深层包层的内部欧米尔耗能源。我们推断了在p<10p<10巴的区域平均大气风速在0.01-1 km/s范围内,以再现观测到的半径范围,随着行星质量线性减小,但随平衡温度下降得更为剧烈。这与由诱导场通过导电性以及较大质量(其动力学场较强)产生的磁阻效应相符。由于涡旋场的演化以及诱导电流与之成正比,欧米尔效率通常会从0.1到10 Gyr降低至少一个数量级,这与常见的假设不变时间值相反。值得注意的是,主要对流区域的范围以及支持涡旋的热通量,在存在强烈欧米尔耗能时会受到削减,这反过来取决于涡旋场强度,产生了后者与大气感应之间的非平凡耦合,可能导致场强的振荡行为。即使考虑到主机星体随时间增加的主序星光度,上述发现仍然普遍有效,尽管这种情况下更容易导致HJ重新充气,这与先前的研究一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.13991,
  title  = {Inflated hot Jupiters: Inferring average atmospheric velocity via Ohmic models coupled with internal dynamo evolution},
  author = {Daniele Viganò and Soumya Sengupta and Clàudia Soriano-Guerrero and Rosalba Perna and Albert Elias-López and Sandeep Kumar and Taner Akgün},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.13991},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in A&A main journal. 22 pages, 14 figures, 1 table. Comments welcome