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以太阳系数据为指导的系外行星与棕矮星闪电气候学

地球与行星天体物理 2016-07-18 v3 太阳与恒星天体物理 大气与海洋物理 地球物理

摘要

云在系外行星和棕矮星上形成,那里可能发生闪电。正如从太阳系中所知,闪电是大气对流、云形成和电离过程的示踪物,并且可能对前生物分子的形成具有重要意义。我们研究了地球、金星、木星和土星不同大气环境下的闪电气候学。基于来自 WWLLN 和 STARNET 无线电网络、LIS/OTD 卫星仪器、Galileo、Cassini、New Horizons 和 Venus Express 航天器的光学和/或无线电测量,我们展示了地球、木星和土星的闪电分布图,以及这些行星和金星的闪电密度。我们还展示了针对两次火山喷发 Eyjafjallajökull (2010) 和 Mt Redoubt (2009) 若干阶段的闪电密度计算。我们估算了样本、凌星和直接成像系外行星与棕矮星的闪电率。基于系外行星的巨大多样性,我们提出了六类分类,并利用太阳系的闪电出现信息。我们检验了地球、木星和土星的闪电能量分布。我们讨论了强恒星活动如何支持闪电活动。我们提供了凌星行星在其整个凌星期间可能发生的总闪光次数的下限,作为未来研究的输入。我们发现火山活动非常活跃的行星可能表现出最大的闪电密度。当应用 2010/11 年 Saturnian storm 的闪电密度时,我们发现系外行星 HD 189733b 即使在其短暂的凌星期间也会产生高频闪电出现。

关键词

引用

@article{arxiv.1606.09172,
  title  = {Lightning climatology of exoplanets and brown dwarfs guided by Solar System data},
  author = {Gabriella Hodosán and Christiane Helling and Rubén Asensio-Torres and Irena Vorgul and Paul B. Rimmer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1606.09172},
  year   = {2016}
}

备注

References updated, typos fixed. 24 pages, 7 figures, 7 tables, accepted for publication in MNRAS