热木星热相位曲线的云层形态
地球与行星天体物理
2020-11-18 v1
摘要
热木星曾被预测具有强烈的昼/夜温度对比以及相对于亚恒星点向东偏移的热斑。这已被大量探测大气纵向亮度变化的相位曲线观测所证实。然而,全球环流模型系统性地低估了相位曲线振幅并高估了其极大值的偏移。我们使用包含非灰辐射转移及真实气体与云不透明度的全球环流模型,系统研究热木星大气环流如何随 1000 至 2200K 的平衡温度而变化。我们表明,对于温度低于 1600K 的无云行星,热输送非常高效,而在更高温度下变得低效。当存在夜侧云时,昼至夜的热输送变得极低效,从而与观测到的低夜侧温度良好吻合。然而,该低温的恒定性源于辐射时标对温度的强烈依赖。我们进一步表明,夜侧云同时增大了相位曲线振幅并减小了相位曲线偏移。这一变化对云的化学成分与颗粒尺寸非常敏感,意味着观测相位曲线的多样性可由夜侧云属性的多样性解释。最后,我们表明相位曲线参数未必追踪等压面上的昼/夜对比或热斑偏移,并提出了恢复真实热斑偏移与昼/夜对比的方案。
引用
@article{arxiv.2010.06934,
title = {The cloudy shape of hot Jupiter thermal phase curves},
author = {Vivien Parmentier and Adam P. Showman and Jonathan J. Fortney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.06934},
year = {2020}
}
备注
32 pages, 21 figures, 4 years in the making. Accepted in MNRAS. See also the complementary study by Roman et al. today on ArXiv