TOI-1431b/MASCARA-5b: A Highly Irradiated Ultra-Hot Jupiter Orbiting One of the Hottest & Brightest Known Exoplanet Host Stars
我们提出了一个高度辐射和适度膨胀的超热木星的发现，TOI-1431 b/MASCARA-5 b（HD 201033 b），首先由美国宇航局的凌日系外行星调查卫星任务（TESS）和多站点全天空相机（MASCARA）检测。通过使用SONG、SOPHIE、FIES、NRES和EXPRES获得的径向速度测量，该信号被确定为行星起源，这些测量显示了$K=294.1\pm1.1$ m s $^{-1}$的反射运动。对TESS和地基测光和径向速度测量的联合分析表明，TOI-1431 b的质量为$M_{p}=3.12\pm0.18$ $\rm{M_J}$（$990\pm60$ M PDMATHAMR），膨胀半径为$R_{p}=1.49\pm0.05$ $\rm{R_J}$（$16.7\pm0.6$ R PDMATHAMR），轨道周期为$P=2.650237\pm0.000003$ d。对主星光谱能量分布的分析表明，这颗行星围绕一颗明亮（$\mathrm{V}=8.049$等）和年轻（$0.29^{+0.32}_{-0.19}$陀螺仪）的Am型恒星运行，恒星为$T_{\rm eff}=7690^{+400}_{-250}$ $\rm{K}$，产生一颗高辐射行星，入射通量为$\langle F \rangle=7.24^{+0.68}_{-0.64}\times$ 10 $^9$ erg s $^{-…
2021-09-24 astro-ph.EP
Thermal Processes Governing Hot-Jupiter Radii
对于某些凌日热彗星的半径大于预期，有许多解释，包括恒星或轨道能量沉积在大气层深处或内部深处。在本文中，我们探讨了以下因素对热木星半径演化的重要影响：（i）高层大气、深层大气和对流内部的附加热源;（ii）通过行星昼侧、夜侧和两极的深层内部的持续冷却;（iii）向夜侧的热量再分配程度;（iv）太阳辐射的强度。以及（iv）推测存在一种高层大气吸收剂，从而在某些近距离巨行星中产生异常高温的高层大气和反转。特别是，我们比较了在相同的功率水平下大气和深层内部加热的半径膨胀效应，并推导出当夜侧冷却被纳入时实现给定半径增加所需的功率。我们发现，包括一致的白天/夜晚冷却的模型更类似于各向同性照射的模型时，有更多的热量从昼侧到夜侧重新分配。此外，我们考虑了欧姆加热在大气和/或对流内部膨胀的热膨胀剂的功效。我们的结论是：（1）最高辐射的行星在其向阳面的大部分时间内不可能稳定地具有uB >（10 km/s高斯），其中u是纬向风速，B是大气中的偶极磁场强度;（2）欧姆加热本身不会导致行星半径失控。
2013-06-18 astro-ph.EP
Phase-resolved Hubble Space Telescope WFC3 Spectroscopy of Weakly-Irradiated Brown Dwarf GD 1400 and Energy Redistribution-Irradiation Trends in Six WD$-$BD Binaries
本文利用HST/WFC3相位分辨光谱研究弱辐照褐矮星GD 1400的昼夜温度、云层与热量再分配，并结合六个WD−BD系统揭示再分配效率随辐照强度变化的趋势。
2025-01-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hotter Than Expected: HST/WFC3 Phase-resolved Spectroscopy of a Rare Irradiated Brown Dwarf with Strong Internal Heat Flux
本研究利用 HST/WFC3 相位分辨光谱分析了罕见 irradiated 褐矮星 NLTT5306B，发现其昼夜温差极小且内部热通量异常高，揭示了其全球温度结构由内部热量主导，为环流和热量传输机制提供了新见解。
2023-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Fragment Production and Survival in Irradiated Disks: A Comprehensive Cooling Criterion
引力不稳定的吸积盘会碎裂成恒星或亚恒星伴星。这些碎片的形成和存活取决于自重力、内部压力、潮汐剪切和旋转之间的不稳定平衡。盘的碎裂取决于两个关键因素：（1）盘是否能到达Q=1的碎裂边界;（2）碎片是否能存活许多轨道周期。先前的工作表明，要达到Q=1，并使碎片存活下来，盘必须在轨道时间尺度上冷却。在这里，我们表明，主要由外部照射加热的磁盘总是满足标准的冷却时间准则。因此，即使辐射加热磁盘，使他们更稳定的一般，一旦他们达到碎裂边界，他们更容易碎裂。我们推导出一个新的冷却标准，确定碎片的生存，并计算压力修改希尔半径，它设置的压力支持的对象在开普勒磁盘的最大尺寸。我们的结论是，在原恒星磁盘碎片可能会发生在比以前认为的半径略小，并建议测试未来的模拟，将更好地预测在真实磁盘碎片的结果。
2011-07-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Coupled Day-Night Models of Exoplanetary Atmospheres
我们提供了一个新的框架，采用1-D的辐射转移纳入自洽的热通量进行的循环电流（风）之间的两侧照射的系外行星的昼侧和夜侧的大气模型。我们的模型的优点是它的物理动机和计算效率，它允许探索范围广泛的大气参数。我们用这个正演模式探测了WASP-76~b和WASP-43~b的昼夜侧大气，并与高精度位相曲线和大气环流模式进行了比较。我们能够将这两颗行星的观测结果以及先前的理论预测与我们的模型紧密匹配。我们还模拟了平衡温度在1000-3000 K之间的一系列热蒸发器，并再现了观察到的昼夜温差随平衡温度增加而增加的趋势，直到$\sim$ 2500 K，超过该温度，H $_2$的解离变得显著，相对温差减小。
2020-10-14 astro-ph.EP
Gravito-turbulence in irradiated protoplanetary discs
使用辐射流体动力学模拟在一个本地分层剪切盒与现实的状态方程和opacities，我们探讨了在50 AU的自引力在一个原行星盘照射的中央恒星的结果。我们发现，重力湍流是持续的有限范围内的表面密度，从$\sim 80$ $\sim$ 250 gcm $^{-2}$。在重力湍流的范围内，Toomre参数随着表面密度的增加从$\sim 1$单调减小到$\sim 0.7$，而有效冷却时间几乎不变，为$\sim 4$的轨道频率倒数。湍流运动在所有高度都是超音速的，它通过激波和压缩加热消散。在中平面附近发生的压缩运动产生向上的流动，这不仅有助于支撑盘，而且有助于将耗散的能量输送到盘表面。在掠射角大于0.32 °时，辐照对中面附近的重力湍流影响不大。我们还表明，一个简单的冷却功能与恒定的冷却时间不近似的现实冷却。
2017-03-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Three-dimensional Atmospheric Circulation of Warm and Hot Jupiters: Effects of Orbital Distance, Rotation Period, and Non-Synchronous Rotation
到目前为止，描述太阳系外巨行星（EGP）大气层的努力一直强调行星距离恒星0.05 AU以内。尽管如此，已知的EGP填充了一个连续的轨道分离，从典型的热木星值（0.03-0.05 AU）到1 AU甚至更高。不像典型的热涡旋，这些更远的EGP通常不会同步旋转。在预期的观察，这个人口，我们在这里提出了三维大气环流模型，探索出现在一个广泛的旋转速率和事件恒星通量适合温暖和炎热的彗星的动态。我们发现，流通存在于两个基本制度之一。在典型的热彗星上，强烈的昼夜加热对比导致了一个广泛的，快速的超旋转（东向）赤道急流和大的昼夜温差。然而，在更快的旋转速率和更低的入射通量下，昼夜加热梯度变得不那么重要，斜压不稳定性成为主导因素，导致中纬度地区的东向急流，经度上的温度变化最小，在许多情况下，赤道上的风很弱。我们最快速旋转和辐射最少的模型在每个半球展示了多个向东的喷流-类似于木星和土星上的喷流-并照亮了我们自己的太阳系的高辐射EGP和弱辐射巨行星之间的动态连续体。我们提出了这些模型的红外（IR）光变曲线和光谱，这表明，红外相位变化的幅度和偏移，以及光谱的形状，显着依赖于入射通量和旋转速率。这提供了一种在未来的观测中识别状态转变的方法，并表明在某些情况下，红外光变曲线可以对非同步旋转行星的旋转速率提供限制。
2015-02-11 astro-ph.EP
Atmospheric dynamics and variability of periodically irradiated tidally locked planets
University of Toronto（多伦多大学）；University of Oxford（牛津大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本研究首次从动力学角度系统研究变化辐照潮汐锁定行星的大气响应，发现共振导致全球驻波和夜面变暖，并识别出11颗具有显著相位曲线调制的候选行星。
2026-09-30 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.flu-dyn
Thermal Evolution of Lava Planets
本文建立潮汐锁定熔岩行星的100亿年热演化模型，量化昼侧岩浆洋深度、夜侧凝固时间，并指出岩浆环流或潮汐加热维持夜侧熔融所需条件。
2024-09-17 astro-ph.EP
Spitzer and z' Secondary Eclipse Observations of the Highly Irradiated Transiting Brown Dwarf KELT-1b
我们提出了高辐射凌日褐矮星KELT-1b的二次日食观测。这些观测结果代表了对高辐射褐矮星的大气动力学的第一个限制，以及在高表面重力下辐射巨行星的大气。使用斯皮策太空望远镜，我们测量的二次日食深度在3.6微米为0.195+/-0.010%，4.5微米为0.200+/-0.012%。我们还在z'波段发现了二次食的初步证据，深度为0.049+/-0.023%。这些测得的日食深度与大气模型最一致，其中有一个强大的亚恒星热点，这意味着KELT-1b大气中的热量再分配是低的。虽然具有更温和的热点或甚至具有日照侧热量再分布的模型只是稍微不受欢迎，但强烈排除具有完全热量再分布的模型。日食深度也喜欢没有TiO逆温层的大气，虽然TiO逆温模型是允许在白天的热量再分配的情况下，我们认为在这个对象的昼夜TiO冷阱的可能性。首次比较了棕矮星和热矮星的IRAC颜色随有效温度的变化。重要的是，我们的测量显示KELT-1b的颜色为[3.6]-[4.5] 0.07+/-0.11，与类似高温的孤立棕矮星相同。相比之下，热彗星通常显示更红的颜色[3.6]-[4.5]，颜色约为0.4，范围从~0到~1。显然，尽管KELT-1b在恒星日照对大气的外部强迫方面更类似于热的类星体而不是孤立的棕矮星，但它的大气层与其他棕矮星的大气层最相似。这表明，表面重力在控制星下质量体的大气系统中是非常重要的。
2014-02-02 astro-ph.EP
Outwards migration for planets in stellar irradiated 3D discs
我们第一次提出了嵌入恒星辐射盘的行星的3D模拟。众所周知，热效应可能会将行星迁移的方向从内向外逆转，从而有可能挽救原行星盘内部光学厚度较厚部分的行星。当考虑恒星辐射，除了作为热源的粘性摩擦，外盘的变化从阴影到耀斑结构。使用一个合适的分析公式，它已经表明，在张开的部分光盘的迁移是向内的;行星可以向外迁移，只有在光盘的阴影区，{因为熵的径向梯度更强}。为了证实这一结果的数值，我们已经计算了总扭矩作用于行星上的固定轨道嵌入恒星辐照的3D光盘使用流体动力学代码FARGOCA。我们发现定性良好的数值模拟得到的总扭矩和预测的解析公式之间的协议。对于大质量（>20个地球质量），我们发现定量的协议，我们获得向外迁移区域的行星高达60个地球质量的早期阶段的吸积盘。然而，我们发现，与解析公式的协议是相当偶然的，因为该公式低估了马蹄形区域的大小，这个错误是由其他条款，最有可能的冷却速率和饱和度的不完善的估计补偿。
2015-07-20 astro-ph.EP
Spitzer Phase Curve Constraints for WASP-43b at 3.6 and 4.5 microns
先前对热量再分配效率（将能量从行星高辐射的昼面传输到其永恒黑暗的夜面的能力）的测量显示，系外行星之间存在相当大的差异。理论模型预测潮汐锁定行星的热再分配效率和温度之间存在正相关关系;然而，最近的HST WASP-43 b光谱相位曲线结果与目前的预测不一致。使用斯皮策太空望远镜，我们在3.6和4.5微米处总共获得了WASP-43 b的三条相位曲线观测结果（P=0.813天）。第一个3.6微米的访问展示了虚假的夜面发射，需要调用我们的无云大气检索的非物理条件。另外两次访问表现出强烈的昼夜对比，与HST数据一致。为了调和与理论预测的偏差，WASP-43 b需要有一个高海拔的夜侧云/霾层来阻挡其热辐射。云/霾可以在地球凉爽的、几乎逆行的中纬度气流中产生，然后在高海拔地区穿过它的夜面消散。由于中纬度流动只在快速旋转（$\lesssim1$白天）的行星中出现，这可以解释观测到的将测量到的昼夜对比度与行星旋转速率相关联的趋势，该趋势与所有当前斯皮策相位曲线结果相匹配。结合独立的行星排放测量从多个阶段，我们得到一个精确的昼侧半球H2O丰度（$2.5\times 10^{-5} - 1.1\times 10^{-4}$在1 $σ$置信度），并假设化学平衡和缩放的太阳丰度模式，我们得出相应的金属丰度估计是一致的太阳（0.4 - 1.7）。在相同的假设下，使用检索到的全球CO+CO2丰度，我们估计可比的…
2016-12-30 astro-ph.EP
Hot-Jupiter Inflation due to Deep Energy Deposition
一些太阳系外的巨行星在近轨道上-“热彗星”-表现出比被动冷却行星更大的半径。这些炽热的恒星从它们附近的恒星接收到的极端辐射$L_{\rm eq}$在它们的外壳中创造了一个厚厚的等温层，这减缓了它们的对流冷却，使它们能够更长时间地保持膨胀的大小。这还不足以解释观测到的最膨胀行星的大小。一些模型调用了一个额外的电源，沉积在行星的信封深处。在这里，我们提出了一个分析模型，这种辐射，内部加热的气体巨星的冷却。我们表明，电源$L_{\rm dep}$，沉积在光学深度$τ_{\rm dep}$，创建一个外部对流区域，光学深度之间的$L_{\rm eq}/L_{\rm dep}$和$τ_{\rm dep}$，超过它存在一个较厚的等温层，在极端情况下可能会延伸到行星的中心。这种对流层只在$L_{\rm dep}τ_{\rm dep}>L_{\rm eq}$出现，进一步延迟了行星的冷却。这样的行星相当于一颗受到$L_{\rm eq}\left(1+L_{\rm dep}τ_{\rm dep}/L_{\rm eq}\right)^β$辐射的行星，其中$β\approx 0.35$是描述对流行星$U\proptoτ^β$的辐射能量密度与光学厚度的函数关系的有效幂律指数。我们简单的分析模型再现了在以前的数值工作中发现的主要趋势，并提供了一个直观的理解。我们推导出行星冷却速率、中心温度和半径的标度律。这些标…
2015-04-24 astro-ph.EP
Infrared Eclipses of the Strongly Irradiated Planet WASP-33b, and Oscillations of its Host Star
我们在Ks波段观测到强烈辐射的凌日行星WASP-33 b的两次日食，并使用Warm Spitzer在3.6和4.5微米处各观测到一次日食。这颗行星围绕着一颗A5 V的盾牌座δ恒星运行，这颗恒星被认为表现出低振幅的非径向p模式振荡，大约为0.1%的半振幅。我们在所有的红外日食数据中检测到恒星振荡，并且在日食之外的J波段的一个晚上的观测中也检测到恒星振荡。在除Ks之外的所有红外波段中的振荡幅度与光学波段中的振荡幅度大致相同。然而，在Ks波段的恒星振荡的振幅约为光学的两倍，可能是因为Brackett-gamma线落在这个带通。我们使用我们最适合的日食深度值，以及史密斯等人观察到的0.9微米日食，根据Madhusudhan和Seager的方法，探索系外行星大气的可能状态。在此基础上，我们发现了WASP-33 b的两种可能的大气结构状态。一种可能性是尽管有强辐照，但温度结构不反转，但该模型需要增强的碳丰度（C/O>1）。另一种模型有太阳成分，但温度结构相反。在二次日食时对行星进行光谱分析，使用可以分辨水蒸气能带结构的光谱分辨率，应该能够打破这些非常不同的系外行星大气可能状态之间的简并性。然而，这两个模型大气层几乎吸收了所有的恒星辐射，能量的纵向再分布最小，加强了考恩等人的假设，即最强烈的辐射行星能量循环很差。我们对日食中心相位的测量得出e*cos（omega）=0.0003 +/-0.000…
2012-06-04 astro-ph.EP
Effects of a Binary Companion Star on Habitability of Tidally Locked Planets around an M-type Host Star
在M型恒星周围的“宜居带“中的行星是未来观测中表征的重要目标。由于同步自旋轨道旋转中的潮汐锁定，行星倾向于有一个热的白天和一个冷的黑夜。在寒冷的夜面，从昼面传送来的水蒸气可能会被冻结（“冷阱”），或者如果大气层太薄，热量再分配效率不高，则主要的大气成分也可能会冷凝（“大气塌陷”），就单个M型恒星而言。基于双星系统的丰富性，利用二维能量平衡模型，研究了M型恒星周围潮汐锁定行星的G型伴星辐射对气候的影响.我们发现，来自G型恒星的辐射在使行星的夜面升温方面比昼面更有效。这有助于防止水和大气不可逆转地被困在寒冷的夜面，扩大了潮汐锁定行星可以保持表面液态水的参数空间。大气层< ~ 0.3 bar的潮汐锁定海洋行星或大气层< ~ 3 bar的陆地行星，当它们也受到距离为1 - 4 au的伴星照射时，可以实现表面有液态水的温带气候。我们还证明了具有特定性质的行星可以在相同的总辐射下处于类似地球的温带气候状态或完全冻结状态。
2019-06-13 astro-ph.EP
The effect of near-surface winds on surface temperature and dust transport on Venus
本研究首次对金星近地表坡面风进行中尺度模拟，揭示昼夜风向反转及下坡风加热效应，并量化了夜间西翼坡面沉积物跃移概率。
2025-10-17 astro-ph.EP
Irradiated Atmospheres II: Interplay Between Scattering and Vertical-Mixing induced Energy Transport
本研究探讨辐照大气中散射与垂直混合的相互作用，发现其影响非线性：在中层大气增强温室或冷却效应，在低层减弱综合效应，并可能影响化学与云形成。
2025-03-25 astro-ph.EP
Search for TiO and Optical Night-side Emission from the Exoplanet WASP-33b
WASP-33 b的温度与M矮星相似，是已知最热的彗星之一，使其成为高分辨率光谱学的理想目标。通过分析透射和发射光谱，我们的目标是证实以前的报告，大气TiO和地球大气层内的热反演。利用加拿大-法国-夏威夷望远镜上的ESPaDOns和凯克望远镜上的HIRES观测了两次凌日和六段相位曲线，它们提供了高的光谱分辨率和充足的波长覆盖范围。我们采用多普勒互相关技术来搜索这些光谱中TiO和H $_2$ O的分子特征，使用基于Plez（2012）的TiO谱线列表的模型。虽然我们不能排除行列表依赖的影响，我们的数据并没有证实以前的迹象，热逆温。相反，我们将$10^{-9}$的$3σ$上限置于我们考虑的T-P分布的TiO的体积混合比上。虽然我们无法约束水的体积混合比，但我们对TiO的最强约束来自于日侧发射光谱。平流层的明显缺失与之前对WASP-33 b的观测以及对高辐射行星大气的理论预测形成鲜明对比。这种差异可能是由于行列表之间的差异，我们强调，检测限仅与所采用的行列表一样好，并且仅对由于递减率（$dT/d\log P$）和分子丰度之间的强简并性而考虑的特定T-P曲线有效。
2020-06-18 astro-ph.EP
Thermal Structure Determines Kinematics: Vertical Shear Instability in Stellar Irradiated Protoplanetary Disks
本研究通过Athena++辐射模块模拟恒星照射下的原行星盘VSI，发现热结构与冷却时标显著影响盘运动学与湍流分布，低计算量的轨道冷却模拟可复现辐射流体结果，相关预测可通过ALMA观测检验。
2024-04-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Stellar irradiated discs and implications on migration of embedded planets I: equilibrium discs
低质量行星迁移的强度和方向取决于盘的热力学。在圆盘中，粘性加热被辐射传输所平衡，迁移可以向外引导，这一过程延长了生长中的行星胚胎的寿命。我们研究了不透明度和恒星辐射对盘热力学的影响。利用由此产生的光盘结构，我们确定向外迁移的区域。我们进行二维数值模拟的平衡盘粘性加热，辐射冷却和恒星辐射。我们使用的流体动力学代码NIRVANA，其中包括一个完整的张量粘度和恒星辐射，以及两个温度求解器，其中包括辐射传输的通量限制扩散近似。利用力矩公式研究了偏移问题。在恒定的不透明度的情况下，我们再现的黑体光盘的分析结果：恒星辐射占主导地位的外部区域-导致耀斑-而粘性加热占主导地位接近恒星。我们发现，光盘的内边缘不应该被显着的恒星辐射膨胀。如果不透明度取决于局部密度和温度，则盘的结构是不同的，并且由于不同不透明度制度之间的过渡，在纵横比H/r中出现几个凸起。圆盘中的隆起可以保护外圆盘免受恒星辐射。恒星辐射是决定盘结构的一个重要因素，并对嵌入行星的迁移产生重大影响。与只有粘性加热的圆盘相比，恒星辐射的圆盘具有一个小得多的行星质量范围的向外迁移区域。这表明，巨行星核心形成的区域较小，这反过来可能导致生长阶段较短。
2012-12-02 astro-ph.EP
Atmospheric Dynamics of Hot Giant Planets and Brown Dwarfs
在过去的十年里，地面和航天器的望远镜观测，加上密集的建模工作，大大提高了我们对热巨行星和褐矮星的理解。虽然这些物体都是流体，氢的世界与分层的大气覆盖对流内部，他们表现出令人印象深刻的多样性的大气行为。热彗星的辐射很强，大量的观测资料限制了昼夜温差、环流和云量。强烈的恒星辐射，假定的潮汐锁定和适度的旋转导致了一个新的制度强昼夜辐射强迫。环流模型预测了大的昼夜温差，全球尺度的涡旋，斑片状云，在大多数情况下，在赤道-赤道超旋转处有一个快速向东的急流。温暖的彗星可能会表现出广泛的旋转速率，旋转率和轨道偏心率，这与较弱的辐射一起导致环流模式和可观测到的特征预测与热彗星有很大不同。褐矮星是典型的孤立的、快速旋转的世界;它们向太空辐射巨大的能量流，并在内部剧烈对流。它们的大气在区域到全球尺度上呈现出云和温度的斑块状，这是大尺度大气环流调制的结果。尽管缺乏辐射，这种环流可以通过内部对流与上覆大气的相互作用，以及由于云动力辐射反馈的自组织斑块来驱动。最后，受辐射的褐矮星有助于弥合这两类物体之间的差距，经历强烈的外部辐射以及强烈的内部对流。一个层次的建模方法已经产生了重大的新的见解的动态管理这些现象。
2020-08-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effects of dissociation/recombination on the day-night temperature contrasts of ultra-hot Jupiters
对超热彗星的二次日食观测发现了氢在其向阳面解离的证据。此外，超高温彗星的全相位光变曲线观测显示，昼夜发射通量对比度比以前的理论预期的要小。最近，Bell & Cowan（2018）提出，离解氢的热量摄入和离解氢复合产生的热量释放会影响超高温超导体的大气环流。在这项工作中，我们将由于解离/复合引起的冷却/加热添加到Komacek & Showman（2016）和Zhang & Showman（2017）的分析理论中，用于热彗星的昼侧-夜侧温度对比。我们发现，在高值的入射恒星通量，昼夜温度对比度的超热彗星可能会减少增加入射恒星通量由于解离/重组，预期的相反，不包括解离/重组的影响。我们建议，结合更多的全相位光变曲线观测的超热彗星和未来的大气环流模型，包括离解/重组的影响，可以详细确定如何超热彗星的大气环流不同于较冷的行星。
2018-05-18 astro-ph.EP physics.ao-ph
An irradiated-Jupiter analogue hotter than the Sun
本文报道了一颗绕热白矮星 WD0032-317 运行的极强受辐照褐矮星伴星，其昼侧温度约 8,000K，极紫外辐射量约为 KELT-9b 的 5,600 倍，是研究超热巨行星极端大气的重要类比天体。
2023-08-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Effects of Irradiation on Hot Jovian Atmospheres: Heat Redistribution and Energy Dissipation
热彗星，由于接近其母星，受到强烈的辐射通量，控制其辐射和动力学性质。我们计算了一套三维循环模型与双波段辐射转移，探索相关范围的辐射温度，有和没有温度反演。我们发现，对于辐照温度T \lesssim 2000 K，热再分配是非常有效的，产生可比的白天和夜间侧通量。对于Tirr \approx 2200 - 2400 K，重新分配开始分解，导致高昼夜通量对比。我们的模拟表明，再分配的效率主要取决于对流辐射时间尺度的比例。温度反演的模型显示出更高的昼夜对比度，由于星光在较高的高度沉积，但我们发现这种不透明度驱动的效果相比，辐射的影响是次要的。当太阳辐射较弱且再分布有效时，热点距星下点的偏移量较大，当再分布失效时，热点距星下点的偏移量减小。大气流动可能只在最上层受到开尔文-亥姆霍兹不稳定性（如理查森数所示）的影响，其深度最多可渗透到几毫巴的压力。在最热的模型中，冲击穿透得更深，达到几个巴。欧姆耗散一般发生在比冲击耗散更深的层次（几十巴），但穿透深度随大气不透明度而变化。总耗散的欧姆功率与照射通量的强度急剧增加和耗散深度后退到大气中，有利于半径膨胀在大多数照射对象。
2012-03-20 astro-ph.EP
NIGHT: a compact, near-infrared, high-resolution spectrograph to survey helium in exoplanet systems
本文提出NIGHT近红外高分辨率光谱仪，通过巡天监测1083nm氦三重线吸收，以低成本设计系统研究系外行星大气逃逸，并扩大蒸发大气行星样本。
2023-10-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Flow Regimes in Hot Jupiter Atmospheres: Insights from Anelastic Models
本研究利用非弹性流体方程模拟热木星大气，识别多种非线性流动状态，揭示东向纬向风可达数公里每秒，径向流影响热点偏移，为非磁性逆行热点偏移提供机制解释。
2025-10-07 astro-ph.EP
Thermal Emission of WASP-14b Revealed with Three Spitzer Eclipses
系外行星WASP-14 b是一颗高辐射的热木星。Joshi等人计算出，当整个行星的质量为7.3 +/- 0.5木星质量，半径为1.28 +/- 0.08木星半径时，零辐射和再辐射的平衡温度Teq为1866 K。它的平均密度为4.6 g/cm 3，是已知周期小于3天的行星中密度最高的行星之一。我们用斯皮策太空望远镜获得了三条二次食光变曲线。最佳联合拟合模型的食深为4.5 μm处的$0.224\%$ +/- $0.018\%$和8.0 μm处的$0.181\%$ +/- $0.022\%$。相应的亮度温度为2212 +/- 94 K和1590 +/- 116 K。系统模型之间的一点模糊性表明，3.6 μm的食深为$0.19\%$ +/- $0.01\%$，亮温为2242 +/- 55 K。尽管受到了极强的辐射，WASP-14 b并没有显示出任何明显的逆温迹象。此外，目前的数据名义上有利于昼夜能量再分配小于$~30\%$的模型。目前的数据通常与富氧以及富碳的组合物一致，尽管富氧组合物提供了稍微更好的拟合。我们确认一个显着的偏心率为e = 0.087 +/- 0.002，并完善其他轨道参数。
2013-11-19 astro-ph.EP
Stellar irradiated discs and implications on migration of embedded planets II: accreting-discs
嵌入的低质量行星迁移的强度和方向取决于盘的结构。它已被证明，在光盘与粘性加热和辐射传输，迁移可以指向向外。在本文中，我们调查的影响，一个恒定的dM/dt-通量通过光盘，以及光盘的金属盘的热力学的影响。我们专注于dM/dt光盘，其中有一个净质量通量通过他们。利用由此产生的光盘结构，我们确定的区域向外迁移的光盘。我们在二维r-z平面上对dM/dt盘进行了粘性加热、辐射冷却和恒星辐射的数值模拟。我们使用显式/隐式流体动力学代码FARGOCA，其中包括一个完整的张量粘度和恒星辐射，以及两个温度求解器，其中包括在通量限制扩散近似辐射传输。利用力矩公式研究了嵌入行星的迁移。对于具有表面密度和粘性的圆盘，我们发现圆盘的热结构取决于σ_G ν的乘积和重元素的量，而行星的迁移除了上述量外，还取决于粘性本身的量。因此，圆盘结构不能用简单的幂律近似。在盘的寿命期间，盘的结构在内部部分中以非线性方式显著变化。在盘演化的后期，向外迁移只有在盘的金属丰度高的情况下才有可能。对于低金属量，行星将向内迁移，并可能丢失。所提出的盘结构和迁移图对行星的形成有重要影响，因为它们可以暗示不同类型行星的不同形成机制，作为金属丰度的函数。
2014-01-13 astro-ph.EP
Deep radiative zones affect giant planet cooling and internal structure: Implications for exoplanet characterisation
University of Zürich（苏黎世大学）
研究探讨了深层辐射区对巨行星冷却、半径演变及内部结构特征化的影响，发现辐射窗口可加速冷却并改变金属丰度推断。
2026-08-18 astro-ph.EP
K2-97b: A (Re-?)Inflated Planet Orbiting a Red Giant Star
强辐射的巨行星被观测到的半径大于热演化模型的预测。虽然这些膨胀的行星已经被发现超过15年了，但目前还不清楚它们的膨胀是由主恒星的能量沉积引起的，还是行星的冷却受到抑制。如果行星只有在主恒星演化到红巨星分支时才变得高度辐射，那么这些过程就可以区分开来。我们发现了一颗1.31 $\pm$ 0.11 R $_\mathrm{J}$，1.10 $\pm$ 0.11 M $_\mathrm{J}$行星K2- 97 b，它围绕一颗4.20 $\pm$ 0.14 R $_\odot$，1.16 $\pm$ 0.12 M $_\odot$红巨星公转，公转周期为8.4天。我们通过结合星震学、光谱学和颗粒噪声建模以及凌日和径向速度测量，精确地限制了恒星和行星的参数。行星半径的不确定性主要由过境深度的系统差异决定，我们测量到不同的光变曲线减少方法之间的差异高达30%。我们的计算表明，当这颗恒星位于主序星时，这颗行星上的入射通量是地球上入射通量的170倍$^{+140}_{-60}$。以前的研究表明，这种入射通量不足以延迟行星冷却，足以解释目前的行星半径。因此，这个系统提供了第一个证据，证明行星可能是直接由入射恒星辐射而不是由形成过程中的延迟热量损失而膨胀的。对红巨星分支恒星周围行星的进一步研究将证实或反驳这一假设，并可能揭示一类新的再膨胀行星。
2016-11-29 astro-ph.EP
Effects of Thermal Emission on the Transmission Spectra of Hot Jupiters
一个高度辐射的近距离气体巨星（也称为热木星）的昼侧大气层吸收了大部分入射恒星辐射，这些辐射再次从行星的昼侧和夜侧以红外波长重新发射。在这样一颗行星的凌日事件中，从面向观测者的夜晚一侧重新发射的热辐射对透射的恒星辐射有贡献。我们证明，在红外区域的过境光谱得到显着改变时，这种重新发射的热辐射的行星。我们评估的热辐射的热发射的过境光谱上的影响，通过模拟观测光谱数据与相应的错误，从不同的渠道即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜。我们发现，这些模拟数据的噪声水平的影响是统计上显着的。因此，我们传达了一个重要的信息，即行星的热再发射必须考虑到的过境光谱的反演模型，为更准确地解释观测到的过境光谱的热彗星。
2020-06-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Photometric and Spectral Signatures of 3D Models of Transiting Giant Exoplanets
使用3D GCM，我们创建一个代表性的过境巨型系外行星，HD 209458 b的动力学模型大气。我们后处理这些大气层的不透明度代码，以获得过境半径光谱在主过境。使用光谱大气代码，我们整合了在不同的轨道相位观察者看到的行星的表面，并计算光变曲线作为波长的函数和不同的光度带。这项研究的产品是一个零偏心率的巨行星的过境光谱和它的光变曲线的相位变化的一般预测。我们发现，对于这些模型，所有量的时间变化以及过境半径的入口/出口对比度都很小（$< 1.0$ \%）。此外，我们确定的昼夜对比度和相对于星历表的亮度峰值的相移是光度带的函数。$J$、$H$和$K$频带偏移最多，而IRAC频带偏移最少。因此，我们验证了由于赤道风引起的行星"热点“顺风移动的幅度是强烈的波长依赖性。光变曲线的相位和波长依赖性，以及相关的日/夜对比度，可以用来限制被照射的巨行星的循环状态，并探测热木星大气的不同压力水平。我们认为，虽然我们的计算集中在HD 209458 b的模型，类似的计算其他过境热彗星在低偏心率轨道应产生过境光谱和光变曲线的类似字符。
2010-06-14 astro-ph.EP
The Mechanical Greenhouse: Burial of Heat by Turbulence in Hot Jupiter Atmospheres
热彗星受到的强烈辐射抑制了其大气层外层的对流，降低了其冷却速度。“膨胀的”热蒸发器，即，具有非常大的通过半径的那些需要额外的热源或抑制冷却。我们考虑了辐射层中强迫湍流混合的影响，它可能是由大气环流或其他机制驱动的。由于大气层的稳定分层，强迫湍流驱动向下的热通量。微弱的湍流混合减缓了这一过程的冷却速度，就好像行星受到了更强烈的辐射。较强的湍流混合将热量埋入对流内部，只要湍流延伸到辐射-对流边界。这使地球膨胀，直到埋在内部的热量和从内部辐射的热量之间达到平衡。我们还包括由于湍流耗散或其他效应而直接注入的热量。这种加热已经被认为可以减缓行星的冷却。我们发现，耗散也增强了热埋从混合降低阈值湍流混合驱动热进入内部。强湍流混合的重分子物种，如TiO可能是必要的解释平流层的热逆温。我们表明，通过我们的机制，发射TiO所需的混合量可能会使地球过度膨胀。TiO假说的这种可能的反驳值得进一步研究。我们的膨胀机制需要一个很深的分层层，只有当吸收的恒星通量大大超过本征发射通量时才存在。因此，对于更明亮的褐矮星和更长周期的气体巨星，包括木星和土星，它的效率会降低。
2010-08-03 astro-ph.EP
H-band thermal emission from the 19-hour period planet WASP-19b
我们提出了第一个基于地面的探测热辐射从系外行星在H波段。利用VLT上的HAWK-I，我们观测到WASP-19 b被其G8 V型宿主星掩星。WASP-19 b是一颗质量为100亿升的行星，轨道周期只有19小时，因此受到高度辐射，预计会很热。我们测得H带掩星深度为（0.259 + 0.046 - 0.044）%，对应的H带亮温度为T_H = 2580 +/- 125 K。行星大气层的无云模型，没有从昼侧到夜侧的能量重新分配，预测行星/恒星通量密度比为2倍。由于恒星的参数，以及行星的辐射水平，受到测量的很好的限制，我们的行星大气模型可能过于简单。
2010-04-05 astro-ph.EP
Thermal structure of an exoplanet atmosphere from phase-resolved emission spectroscopy
靠近其宿主恒星运行的系外行星比太阳系的同类受到的辐射要高得多。了解这些行星的热结构和外观需要研究它们的大气层如何对这种极端的恒星强迫做出反应。我们提出了光谱热发射测量作为轨道相位的函数（“相位曲线观测”）的高度辐射的系外行星WASP-43 b跨越三个完整的行星旋转使用哈勃太空望远镜。利用这些数据，我们构建了一个地球大气热结构的地图，从中我们发现在所有测量的高度上都有很大的昼夜温度变化，并且在所有高度上温度都随着压力单调下降。我们还得到了一个0.18 + 0.07，-0.12和高度的热点偏移相对于亚恒星点的依赖性的债券。
2014-10-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
The thermal emission of the exoplanets WASP-1b and WASP-2b
我们提出了一个凌日系外行星WASP-1b和WASP-2b使用斯皮策太空望远镜的热辐射的比较研究。这两颗行星的质量非常相似，但受到的辐射水平不同，预计它们将落在有和没有热平流层的行星之间急剧过渡的两侧。WASP-1b是迄今为止研究过的辐射最高的行星之一。我们测量了两颗行星（3.6- 8.0 μ m）在所有四个IRAC波段的行星/恒星对比度，我们的结果表明WASP-1b的大气中存在强烈的温度反演，特别是在8 μ m处，而WASP-2b没有反演。在这两种情况下，测得的日食深度有利于入射能量不能有效地从地球的昼侧重新分配到夜侧的模型。我们拟合斯皮策光变曲线，同时与最好的径向速度曲线和过境测光，以提供最新的测量系统参数。我们在这两颗行星的轨道上都没有发现明显的偏心率，这表明WASP-1b膨胀的半径不太可能是潮汐加热的结果。最后，通过绘制所有已知行星在8 μ m和4.5 μ m处的次食深度与辐照度的比值，我们发现了在2 x 10^9 erg/s/cm ^2的辐照水平下，热彗星发射光谱急剧跃迁的证据。我们认为，这种转变可能是由于TiO的存在下，在最强烈的辐射热的超导体的上层大气中。
2010-04-06 astro-ph.EP
The Inhomogeneity Effect II: Rotational and Orbital States Impact Planetary Cooling
本研究推广非均匀性效应理论，揭示旋转速率、表面热惯量、行星倾角及轨道偏心率等参数对行星冷却及内部热通量空间分布的关键影响，发现快速旋转与高倾角行星（如天王星）的冷却通量显著增强。
2023-08-30 astro-ph.EP physics.ao-ph
KELT-16b: A highly irradiated, ultra-short period hot Jupiter nearing tidal disruption
我们宣布发现KELT-16 b，这是一颗高辐射、超短周期的热木星，经过相对明亮的恒星TYC 2688-1839-1。对系统的整体分析显示KELT-16是一颗F7 V恒星，其$T_\textrm{eff} = 6236\pm54$ K，$\log{g_\star} = 4.253_{-0.036}^{+0.031}$，[Fe/H] = -0.002 $_{-0.085}^{+0.086}$，$M_\star = 1.211_{-0.046}^{+0.043} M_\odot$，和$R_\star = 1.360_{-0.053}^{+0.064} R_\odot$。这颗行星是一颗质量相对较高的膨胀气体巨星，具有$M_\textrm{P} = 2.75_{-0.15}^{+0.16} M_\textrm{J}$，$R_\textrm{P} = 1.415_{-0.067}^{+0.084} R_\textrm{J}$，密度$ρ_\textrm{P} = 1.20\pm0.18$ g cm $^{-3}$，表面重力$\log{g_\textrm{P}} = 3.530_{-0.049}^{+0.042}$和$T_\textrm{eq} = 2453_{-47}^{+55}$ K。最佳拟合线性星历是$T_\textrm{C} = 2457247.24791\pm0.00019$ BJD $…
2017-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
