热木星大气中的半透明剪切湍流
地球与行星天体物理
2022-10-26 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
由长期剪切不稳定性驱动的湍流输运可导致热木星大气中增强的垂直混合，影响其云量、化学及整体垂直结构。我们讨论了预期的湍流态并评估了垂直混合强度(即Kzz值)的理论不确定性。我们将工作聚焦于三颗有良好研究的热木星，其大气温度呈层级分布：HD189733b(Teq≃1200K)、HD209458b(Teq≃1450K)与Kepler7b(Teq≃1630K)。Kzz不确定性很大，主要由i)对湍流输运量级了解甚少以及ii)行星光球附近剪切湍流的半透明性质所主导。利用一特定的Moore-Spiegel不稳定性阈值，我们推断较冷的HD189733b不受半透明剪切湍流增强混合的影响，而较热的Kepler7b的昼侧(以及勉强而言的HD209458b)则受影响。增强的垂直混合通常预期出现在足够热、Teg>1500-1600K的系外行星上。在给定行星上，昼与夜的Kzz剖面可相差一个数量级或更多。垂直混合在赤道区域略受青睐，那里大气纬向剪切最强。在所研究的三个行星案例中，对大气平均流的动量反馈均为微小至可忽略。
引用
@article{arxiv.2112.12127,
title = {Semi-Transparent Shear Turbulence in Hot Jupiter Atmospheres},
author = {Kristen Menou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.12127},
year = {2022}
}
备注
MNRAS accepted