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热木星的潮汐加热与恒星辐照

地球与行星天体物理 2017-06-21 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

我们研究了短轨道周期气态行星中恒星辐照与潮汐加热之间的相互作用。我们采用的刻意简化的大气模型使得该问题在解析上可处理,并允许推导出有用的标度关系。我们表明,许多潮汐模型提供了热反馈,产生内部辐射区,并导致具有宽共振谱的增强的 g 模耗散。这些共振由热反馈进行动力学调谐,因此代表了一种新颖的热机械反馈形式,将振动模与行星非常缓慢的热演化耦合起来。随后我们表明,恒星辐照允许这些模式产生的热量被高效地困在深处,导致中心对流区的熵增加,以及足以匹配观测到的膨胀的行星半径增大。我们发现,热驱动风在这一过程中起着至关重要的作用,使得在光球层几个标高内的大气热结构呈球对称。我们表征了膨胀因子、轨道周期与宿主星之间的关系,并确定了膨胀的时间尺度。我们表明,当与显著的日照相结合时,这些 g 模足以在 Gyr\mathrm{Gyr} 时间尺度上产生量级为行星半径的膨胀,并提供了潮汐加热与日照相对大小的解析关系。

关键词

引用

@article{arxiv.1704.01126,
  title  = {Tidal heating and stellar irradiation of Hot Jupiters},
  author = {Adam S. Jermyn and Christopher A. Tout and Gordon I. Ogilvie},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1704.01126},
  year   = {2017}
}

备注

15 pages, 5 figures, accepted to MNRAS