热木星大气的辐射流体动力学
地球与行星天体物理
2014-11-20 v2
摘要
行星大气中的辐射传输通常是在静态极限下处理的,即忽略大气运动。我们认为,热木星大气中可能存在快速(声速)风,可能需要更紧密的耦合处理,形式上属于辐射流体动力学范畴。在 v/c 的最低阶,相对论性多普勒频移会沿着具有有限风速梯度的光路扭曲谱线轮廓。这导致大气介质的有效发射和吸收特性产生依赖于流动的偏差。评估这些扭曲对动态大气辐射结构的整体影响并非易事。我们提出了透射率和系统等效宽度过剩的计算,表明这可能对热木星大气的辐射输运产生重要影响。如果风是快速的,且整体多普勒频移确实对全球辐射平衡很重要,那么对热木星大气进行精确建模和可靠数据解释可能具有挑战性:这将涉及耦合辐射流体动力学流中的各向异性和动态辐射传输。从好的方面看,这也意味着热木星大气的涌现特性比太阳系行星更直接地示踪其大气流动。辐射流体动力学也可能影响其他具有快速风的热系外行星大气的辐射传输。
引用
@article{arxiv.0910.1346,
title = {Radiation-Hydrodynamics of Hot Jupiter Atmospheres},
author = {Kristen Menou and Emily Rauscher},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.1346},
year = {2014}
}
备注
25 pages, 4 figures, accepted for publication in ApJ (minor revisions)