超热木星的大气环流

近期对昼面温度超过$2500~\mathrm{K}$的超热木星的观测，发现了其大气中存在新物理过程的证据。在这项工作中，我们研究了分子氢解离和原子氢复合对超热木星大气环流的影响。为此，我们将这些效应纳入一个热木星大气通用环流模型（GCM），并运行了一组变化入射恒星通量、旋转周期和摩擦阻力强度的大型模型套件。我们发现，包含氢解离和复合会降低超热木星大气的分数昼-夜温差，并在固定旋转的模拟中导致赤道急流速度减小。这是因为氢解离所需的大量能量输入冷却了行星的昼面，而氢复合释放的能量加热了夜面。由此导致的昼-夜温差减小降低了驱动环流的昼-夜气压梯度，从而导致较弱的风速。我们的GCM实验结果与先前的理论定性一致，该理论发现由于氢解离和复合，超热木星的分数昼-夜温差应随平衡温度升高而减小。最后，我们从GCM实验套件计算了全相位光变曲线，发现超热木星大气中降低的昼-夜温差导致了较小的相位曲线振幅。由氢解离和复合引起的相位曲线振幅减小，可以解释观测到的超热木星相对较小的相位曲线振幅。