强受辐射气体巨行星的热结构与半径演化

我们考察了在质量和辐射通量范围内的强受辐射气体巨行星的热结构与半径。行星的冷却速率对表面边界条件敏感，该边界条件取决于恒星光照被吸收和流体运动能量重新分配的具体方式。我们通过在光谱层以下施加等温边界条件 $T \equiv T_{\rm deep}$ 来参数化这些效应，然后从观测到的质量和半径中约束 $T_{\rm deep}$。我们计算了津度、核心温度与质量、$T_{\rm deep}$ 和核心熵的依赖关系，发现大多数相关参数空间都适用简单标度关系。这些标度关系产生解析冷却模型，表现为在可观测年龄范围 $0.1-10 {\rm Gyr}$ 内的幂律行为，并经由时序冷却计算验证。我们将模型与观测到的穿越行星半径进行比较，推导了 $T_{\rm deep}$ 的约束条件。只有 HD 209458 的半径测量精度足够高，使 $T_{\rm deep}$ 受到严格约束；其他行星半径的下限误差与“无辐射”情况相符。更精确的半径和年龄测量将允许确定 $T_{\rm deep}$ 与平衡温度之间的相关性，从而为了解 greenhouse 效应和昼夜不对称性提供信息。