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热木星中由热阻不稳定性引起的磁流体力学扭转振荡

地球与行星天体物理 2023-08-03 v1

摘要

热木星大气可能受到一种热阻不稳定性的影响,其中由于欧姆加热导致的电导率增加会引起大气温度的失控。我们引入了一个简化的热木星赤道亚恒星区一维模型,该模型包含了电导率的温度依赖性和时间依赖性,以及磁场对流动的动力学反作用。该模型将我们之前的一个区域模型扩展为包含大气的径向结构。电导率的空间梯度强烈改变了阿尔文振荡的径向剖面,导致磁场的陡化并向下传输,增强了深处的耗散。我们发现了在平衡温度范围 Teq1000T_\mathrm{eq}\approx 1000--12001200~K、磁场范围 10\approx 10--100100~G 内导致自持振荡的不稳定解。对于给定的参数集,自持振荡发生在狭窄的平衡温度范围内,这使得磁雷诺数在一个振荡周期内能够在大值和小值之间交替。在此温度窗口之外,系统达到稳态,其中磁场的效应可近似为磁阻力项。我们的结果表明,热阻不稳定性是较冷温度下磁化热木星中变异性的一个可能来源,并强调了在大气动力学模型中包含电导率温度依赖性的重要性。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.00892,
  title  = {Magnetohydrodynamical torsional oscillations from thermo-resistive instability in hot jupiters},
  author = {Raphaël Hardy and Paul Charbonneau and Andrew Cumming},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.00892},
  year   = {2023}
}

备注

Submitted to The Astrophysical Journal