Dynamical Interactions Make Hot Jupiters in Open Star Clusters
解释系外行星“热彗星”的起源和演化仍然是一个重大挑战。它们产生的一个可能机制是行星与行星的相互作用，这会从远离其宿主恒星但接近其动力学稳定极限的行星中产生热彗星。在更有可能的情况下，行星出生时远离其动力学稳定性极限，热彗星可以在星团中形成吗？我们对星团内行星系的N体模拟肯定地回答了这个问题，并表明热木星的形成并不罕见。我们详细介绍了三个案例研究的动力学诱导出生的热彗星的高偏心轨道，只能发生在星团。这些热行星的轨道与一些已知的最极端的系外行星有着惊人的相似之处：HAT-P-32 b，HAT-P-2 b，HD 80606 b和GJ 876 d。如果恒星扰动形成了这些热的类地行星，那么我们的模拟预测这些非常热的内行星通常伴随着更遥远的高偏心轨道的气体巨星。
2015-11-04 astro-ph.EP
ALMA spectroscopic detection of water vapour in the atmosphere of the giant gas planet Jupiter
1994年7月苏梅克-列维9号彗星在44 $^\circ$ S附近碰撞后，在木星大气中首次探测到痕量物质。大多数这些痕量物质都是用光谱毫米/亚毫米观测探测到的。在木星的大气中，微量气体在大气化学中扮演着重要的角色，包括非均相和均相化学反应、与辐射的相互作用以及相变。利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）首次对木星大气层中水（H $_{2}$ O）的旋转发射线进行了光谱探测，探测频率为$ν$ = 183.310 GHz，分子跃迁J = 3 $_{1,3}$ $-$ 2 $_{2,2}$.水发射谱线的统计柱密度为N（H $_{2}$ O）$\sim$ 4 $\times$ 10 $^{15}$ cm $^{-2}$。在木星平流层发现了H $_{2}$ O的转动发射线，其$\geq$ 3 $σ$具有统计学意义. H $_{2}$ O的柱密度对应于相对于H $_{2}$的丰度分数为f（H $_{2}$ O）$\sim$ 4 $\times$ 10 $^{-9}$。
2021-04-08 astro-ph.EP
Origins of Hot Jupiters
热彗星是第一个在主序星周围发现的系外行星，它们的近距离轨道让我们感到惊讶。它们是系外行星如何挑战我们教科书的一个最好的例子，我们的教科书是关于行星系如何形成和进化的太阳系灵感故事。在发现第一颗热木星20多年后，人们对它们的主要起源通道还没有达成共识。目前已提出三类热木星形成假说：原地形成假说、盘迁移假说和高偏心率潮汐迁移假说。虽然没有一个起源通道能令人满意地解释所有的证据，但两个主要的起源通道可以解释热彗星本身的性质及其与其他系外行星种群的联系。
2018-01-18 astro-ph.EP
Warm Jupiters are less lonely than hot Jupiters: close neighbours
利用开普勒过境数据，我们发现了一个显着的区别，在亚木星的同伴之间的流行系统，包含热彗星（周期向内10天）和那些主机温暖的彗星（周期之间10和200天）。除了WASP-47 b外，热彗星没有任何可探测到的内行星或外行星伴星（周期向内50天，大小小至$2 R_{\rm Earth}$）。把自己限制在内心的同伴中，我们的极限就达到了$1 R_{\rm Earth}$。与此形成鲜明对比的是，一半的温暖的小伙伴们紧紧地围绕在身边。从统计学上讲，热和暖伴星的伴星分数是相互排斥的，特别是在内部伴星方面。温暖彗星的高伴星分数也为它们的形成提供了线索。有近邻兄弟姐妹的温暖彗星应该有较低的轨道偏心率和较低的相互倾角。这些系统的轨道结构让人想起开普勒任务大量发现的低质量、近距离行星系。这一点和其他论点使我们提出，这些温暖的对流层是在原地形成的。有迹象表明，可能存在第二个具有不同特征的暖温带种群。在这张照片中，WASP-47 b可以被视为原位暖木星向热木星区域延伸的尾部，并不代表热木星的一般形成路线。
2016-04-27 astro-ph.EP
Hot Super Earths: Tidally Downsized hot jupiters? The hot jupiter around the metal poor star explained
最近的开普勒观测揭示了一个意想不到的丰富的“热”地球大小的海王星大小的行星在内部~0.02-0.2 AU从他们的母星。另一个最近观测的“怪事”是发现了一颗热木星行星围绕着一颗起源于河外的贫金属恒星。我们指出，这些意见有自然的解释框架内的潮汐缩小假说，一个新的和替代模型的行星形成。我们表明，分子氢的离解导致了巨行星胚胎的“第二次崩溃”。坍缩形成了密度更大的流体结构，非常类似于林轨道上孤立的原巨行星，然后它们进入了退化的“主序星”阶段。我们发现，在早期的富含气体的阶段，原行星盘，这些配置迁移向内更快地比他们的合同。因此，它们在距母星约0.05 - 0.1天文单位的特征距离处被潮汐瓦解。这种破坏很可能会留下固体核心，我们将其与开普勒观测到的热超级地球联系起来。此外，我们表明，单一的热木星（也发现了开普勒望远镜）在TD假说的背景下并不令人惊讶。最后，巨大胚胎的第二次坍缩会形成无核巨行星，这种情况发生在非常巨大的胚胎（超过20个木星质量）或非常贫金属的胚胎中。我们认为这个过程可以解释河外热木星。
2011-09-06 astro-ph.EP
Tempests in the Troposphere: Mapping the Impact of Giant Storms on Jupiter's Deep Atmosphere
本研究利用朱诺号微波辐射计2017年的观测及模拟，发现木星风暴会消耗上层大气氨并使其升温、将物质沉降至深层，证实水与氨循环耦合，是木星和土星对流层氨损耗的关键原因。
2025-02-23 astro-ph.EP
Jupiter will become a hot Jupiter: Consequences of Post-Main-Sequence Stellar Evolution on Gas Giant Planets
当太阳上升到红巨星分支（RGB）时，它的光度会增加，所有的行星都会受到比现在大得多的照射。特别是木星，可能最终比热的海王星GJ 436 b受到更高的辐射，因此，可以适当地称为“热木星”。“当它们的恒星经历RGB或渐近巨星分支（AGB）阶段时，许多目前已知的位于几个AU轨道上的木星质量行星将接受与热木星相当的辐射水平，这将短暂地将它们的大气温度升高到~1000 K或更高。此外，后主序星周围的大质量行星可能会从增强的恒星风中吸积不可忽略的物质，从而显著改变其大气化学，并在恒星质量损失最严重的时期引起显著的吸积光度。未来几代的红外线观测站也许能够探测这种热行星大气的热和化学结构。最后，我们认为，不像他们的主序星类似物（其纬向风被认为是组织在只有几个广泛的，行星尺度的射流），红巨星热彗星应该有多个，窄射流的纬向风和有效的昼夜再分配。
2012-07-11 astro-ph.EP
Hot Jupiter - Cold Jupiter: A complex sibling relation
University of Southern Queensland（南昆士兰大学）；Williams College（威廉姆斯学院）
研究通过模拟28颗热木星宿主恒星的径向速度数据，探讨冷木星的探测能力，发现观测持续时间是检测冷木星的关键因素，低精度望远镜适合此类系统研究。
2026-03-13 astro-ph.EP
Detection of a bolide in Jupiter's atmosphere with Juno UVS
朱诺号任务中的紫外线观测仪记录了木星大气层中一个点源发出的短暂明亮辐射。光谱表明，发射是一致的9600-K黑体位于225公里以上的1巴水平和持续时间的发射是17毫秒和150秒之间。这些特征与木星大气层中的火流星一致。根据发射的能量，我们估计撞击物的质量为250-5000公斤，相当于直径1-4米。通过考虑朱诺号UVS在任务的前27个近木星期间进行的所有观测，我们估计质量大于250-5000公斤的撞击物的撞击通量率为每年24，000。
2021-02-08 astro-ph.EP
A Uniform Search for Nearby Planetary Companions to Hot Jupiters in TESS Data Reveals Hot Jupiters are Still Lonely
我们提出了一个统一的搜索结果，在所有恒星周围的其他行星与确认的热行星观测凌日系外行星调查卫星（TESS）在其第1周期南黄道半球的调查。我们的搜索包括184个行星系，其中确认了$R_{p}$ > 8 $R_\oplus$和轨道周期< 10天的热彗星。使用最小二乘（TLS）算法来搜索可能被其他行星搜索管道错过的周期性信号。虽然我们回收了169个这些确认的热彗星，但我们的搜索在搜索的参数空间中没有发现新的行星候选者（P < 14天）。在TESS数据中，热彗星附近缺乏行星候选者，这支持了之前对每个单独系统进行凌日搜索的结果，现在下降到TESS的光度精度。这与高偏心率迁移地层情景的预期一致，但需要额外的地层指标进行最终确认。我们将凌日信号注入热木星样本的光变曲线中，以探测管道对目标参数空间的敏感性，发现在0.3 $\leq$ $R_{p}$ $\leq$ 4 $R_\oplus$和1 $\leq$ $P$ $\leq$ 14天内，行星的相关性与$R_{p}^{2.32}P^{-0.88}$成比例。考虑到该敏感性的统计分析提供了该目标参数空间中具有附近同伴的热闪烁率的中值和$7.3\substack{+15.2 \\ -7.3}\%$的$90\%$置信区间。这项研究展示了TESS如何独特地实现对几乎所有已知热彗星附近行星同伴的全面搜索。
2021-09-18 astro-ph.EP
H2O abundances in the atmospheres of three hot Jupiters
巨行星形成的核心吸积理论预测了行星包层中元素丰度的富集是由微行星的失控吸积引起的，这与木星大气中C、N、P、S、Ar和Ar的超太阳丰度是一致的。然而，对于太阳系的巨行星来说，O的丰度是未知的，这是因为它们的超冷大气层中有水凝结，从而构成了太阳系形成的关键未知因素。另一方面，已知有数百个太阳系外的热彗星具有非常高的温度（>~1000 K），使它们成为测量H2O丰度的极好目标，因此，它们的大气中的氧气。我们约束大气中的H2O丰度在三个热的彗星（HD 189733 b，HD 209458 b，和WASP-12 b），跨越一个很宽的温度范围（1200-2500 K），使用他们的近红外透射光谱使用HST WFC 3仪器。我们报告了HD 189733 b和HD 209458 b中H2O的结论性测量结果，而WASP-12 b中的H2O测量结果并不受当前数据的约束。这些数据允许HD 189733 b和WASP-12 b的丰度接近太阳，也显着低于太阳。然而，对于HD 209458 b，我们报告了迄今为止在系外行星中最精确的H2O测量结果，表明约有20-135个太阳下的H2O丰度。我们讨论了我们的研究结果的影响，形成条件的热彗星和云的可能性在其大气中。我们的研究结果突出了高精度光谱的热蒸发器推导其H2O丰度的至关重要性。
2014-07-22 astro-ph.EP
The hottest hot Jupiters may host Atmospheric Dynamos
热彗星已经证明自己是一个丰富的系外行星，在极端条件下测试我们的行星演化和大气动力学理论。在这里，我们提出了三维磁流体动力学模拟和分析结果表明，发电机可以保持在薄，稳定分层的热木星的大气中，独立于假定的深层次发电机。这种发电机是由来自行星主星的强烈不对称加热引起的电导率变化维持的。发电机的存在显著增加了表面磁场强度，并改变了整个行星磁场的几何形状，可能会影响恒星与行星的磁相互作用。
2017-04-13 astro-ph.EP
Hot Jupiters Have Giant Companions: Evidence for Coplanar High-Eccentricity Migration
本研究通过分析加州遗产巡天星表，发现热木星普遍存在大质量外巨伴星且伴星偏心率较高，由此提出双气态巨行星的质量与偏心率条件是热木星形成关键，支持共面高偏心率迁移为其主导形成机制。
2023-10-02 astro-ph.EP
Testing the Origin of Hot Jupiters with Atmospheric Surveys
本文利用大气特征检验热木星起源，发现卵石吸积在富金属盘中可产生可观测污染信号，并预测热木星大气水丰度显著高于暖木星，为未来比较表征提供建议。
2025-10-06 astro-ph.EP
Possible Transient Luminous Events observed in Jupiter's upper atmosphere
使用朱诺号宇宙飞船上的紫外线观测仪在木星大气层中探测到了11次短暂的明亮闪光。这些明亮的闪光只观察到在一个单一的旋转的航天器和它们的亮度随时间呈指数衰减，持续时间为~1.4 ms。光谱主要由H2莱曼带发射和大气吸收的水平的基础上，我们估计的源高度为260公里以上的1酒吧的水平。基于这些特征，我们认为这些是木星高层大气瞬态发光事件（TLEs）的观测结果。特别是，我们认为，这些是精灵，精灵或精灵晕，三种类型的TLEs发生在地球的高层大气中的对流层雷击。这是由可见光成像支持，它显示了云的特征典型的闪电源区的位置，几个明亮的闪光。TLE以前只在地球上被观察到，尽管理论和实验工作预测它们也应该存在于木星上。
2020-10-26 astro-ph.EP
Exploring the Dependence of Hot Jupiter Occurrence Rates on Stellar Mass with TESS
我们目前的估计发生率的热的矮恒星周围的数据的基础上，从凌日系外行星调查卫星（TESS）的主要任务。我们从使用TESS Prime Mission数据独立搜索的热彗星中获得了97个围绕198，721颗AFG矮星（质量从$0.8M_{\odot}$到$2.3M_{\odot}$不等）运行的热彗星。我们估计我们的行星样本的假阳性率为A星的$14\pm7\%$，F星的$16\pm6\%$和G星的$0\%$。我们发现热木星的发生率$0.29 \pm 0.05\%$的A星，$0.36 \pm 0.06\%$的F星和$0.55 \pm 0.14\%$的G星，与一个加权平均值在AFG星的$0.33\pm0.04\%$。我们的结果表明，较高的热木星丰度和较低的恒星质量之间的相关性，并在很好的协议与开普勒发现的发生率。在对TESS恒星样本中双星的存在进行校正后，我们估计G星的单星热木星发生率为$0.98\pm0.36\%$。这与径向速度（RV）调查的结果一致，表明恒星多重性校正能够解决基于凌日和RV的热木星发生率之间的差异。
2022-07-25 astro-ph.EP
Neutral metals in the atmosphere of HD149026b
高色散光谱学的最新进展揭示了日面温度大于2000 K的高温超导体（UHJ）大气中存在蒸发的重金属和离子。利用斯巴鲁望远镜获得的高分辨率透射光谱的档案数据，我们在HD 149026 b中寻找中性金属，这是一个比UHJ更冷的热木星。通过去除恒星和大地吸收，并使用互相关技术，我们报告尝试检测中性钛与4.4西格玛和中性铁与2.8西格玛在大气中的边缘信号。这是第一次在系外行星大气中探测到中性钛。在该温度范围内，钛倾向于形成氧化钛（TiO）。我们没有探测到TiO的任何信号，这表明大气中的C/O比高于太阳值。在温度低于UHJ的热彗星大气中探测到金属元素，将有助于了解热彗星的大气结构和形成历史。
2021-01-30 astro-ph.EP
Unified Formation Channel of Hot and Warm Jupiters via Planet-Planet Scattering
Georgia Institute of Technology, School of Physics（佐治亚理工学院物理学院）；Indiana University, Department of Astronomy（印第安纳大学天文学系）
本文通过行星-行星散射机制，揭示了热木星和温木星的形成统一框架，指出冷散射产生逆行热木星，而温散射则形成内侧温木星并使其偏心化，最终导致观测到的偏心但对齐的温木星群体。
2026-03-23 astro-ph.EP
The Formation of Double Hot Jupiter Systems through von Zeipel-Lidov-Kozai Migration
本研究通过N体模拟证明，在恒星双星系统中，两颗冷木星可通过镜像的ZLK迁移与潮汐摩擦同时形成双热木星，并预测在已知热木星的双星系统中，多达约9%可能拥有双热木星。
2025-06-19 astro-ph.EP
Secular chaos and its application to Mercury, hot Jupiters, and the organization of planetary systems
在内太阳系中，行星的轨道是混沌的，主要是由长期混沌驱动的。水星有一个特别混乱的轨道，并在几十亿年内有消失的危险。就像长期的混乱正在重组今天的太阳系一样，它很可能在过去帮助组织了它。我们认为太阳系外的行星系在很大程度上也是由长期混沌组织起来的。热木星可能是一个长期混乱的行星系的最终状态，让人想起太阳系。但在热木星的情况下，最里面的行星是木星（而不是水星）大小，当它被它的恒星潮汐捕获时，它的混沌演化就结束了。在这篇文章中，我们回顾了我们最近的工作，阐明了长期混沌的物理学，并将其应用到水星和热的水星。我们还提出了将由此产生的热木星的倾角与观测结果进行比较的新结果。
2013-11-05 astro-ph.EP
Hot Stars with Hot Jupiters Have High Obliquities
我们表明，恒星的行星凌日的恒星的恒星质量大，优先热（T_eff > 6250 K）。这可以解释为什么在最早的测量中观察到小的不稳定性，这些测量集中在从多普勒测量中得出的相对较冷的恒星上，而不是后来从凌日测量中出现的较热的恒星。观察到的趋势可能是由于不同质量的恒星周围的行星形成和迁移的差异。或者，我们推测热木星系统开始时有很大的曲率，但是冷恒星的光球由于对流区的潮汐耗散而与轨道重新对准，而热恒星由于对流区较薄而无法重新对准。这反过来又表明，热彗星起源于少体引力动力学，而磁盘迁移最多起辅助作用。
2010-06-28 astro-ph.EP
On the Detection of Non-Transiting Hot Jupiters in Multiple-Planet Systems
本文概述了一种在含有一颗或多颗长周期凌日行星的行星系中探测非凌日短周期巨行星的测光方法。在一个前瞻性的系统的类型，我们认为，一个热木星的内部轨道上倾斜的视线信号的存在，通过近似正弦全相位光度变化的恒星光变曲线，与天体测量引起的过境时间变化的外部过境行星。包含热木星和低质量外行星或倾斜轨道行星的系统是热木星原位吸积的预测标志，因此它们的存在可以用来测试行星形成理论。我们概述了使用光度数据从典型的\textit{Kepler}感兴趣的对象（KOIs）检测非过境热彗星的前景。作为该技术的演示，我们执行一个简短的评估\textit{Kepler}候选人，并确定一个潜在的非过境热木星在KOI-1822系统。候选的非凌日热彗星可以很容易地用少量的多普勒速度观测来确认，即使是对于具有$V\gtrsim14$的恒星。
2016-05-17 astro-ph.EP
Seven transiting hot-Jupiters from WASP-South, Euler and TRAPPIST: WASP-47b, WASP-55b, WASP-61b, WASP-62b, WASP-63b, WASP-66b & WASP-67b
我们从WASP-南方调查中提出了七个新的过境热彗星。这些行星都是典型的热彗星，围绕着F4到K 0的恒星运行，星等V = 10.3到12.5。它们的轨道周期都在3.9- 4.6 d之间，行星质量在0.4- 2.3 Mjup之间，半径在1.1- 1.4 Mjup之间。与已知的热木星一致，行星的密度范围从类木星到膨胀（rho = 0.13- 1.07 rho_jup）。我们利用已知热彗星数量的增加来研究它们的轨道周期分布和3- 4-d“堆积”。
2012-04-23 astro-ph.EP
No further evidence for a transiting inner companion to the hot Jupiter HATS-50b
大多数热木星系外行星在其行星系中没有邻近的行星伴星。一个值得注意的例外是WASP-47的系统，它的内部和外部附近都有一颗热木星，提供了对其形成历史的详细限制。在这项工作中，我们跟踪了热木星HATS-50 b的一个过境内部伴星的初步光度信号。如果得到证实，这将是第三个有内伴星的热木星。使用了63小时的新地基测光来排除这个信号，置信度约为96%。人工凌日信号的注入表明，数据具有足够的质量，能够以高显著性揭示潜在的光度特征。然而，没有发现凌日信号。观察块的离散模式留下了错过凌日的微小机会。
2019-09-10 astro-ph.EP
Investigating the Formation of Planets Interior to in situ Hot Jupiters
本研究利用REBOUND N体模拟，探讨热木星及其内部伴星的原位形成可能性，发现高密度行星胚胎输运至短轨道半径时可实现原位形成，为部分观测架构提供解释。
2025-10-15 astro-ph.EP
Supermassive Hot Jupiters Provide More Favourable Conditions for the Generation of Radio Emission via the Cyclotron Maser Instability - A Case Study Based on Tau Bootis b
我们调查在何种条件下超大质量热彗星可以维持无线电发射的源区域，以及这种发射是否可以传播到系统外的观察者。我们研究了牛首b类行星（一个超大质量的热木星，质量为5.84木星，半径为1.06木星），但位于不同的轨道距离（在其实际轨道0.046 AU和0.2 AU之间）。由于这些行星的强大引力和有效的辐射冷却，高层大气（几乎）是流体静力的，外底仍然非常接近行星，这使其成为无线电观测的良好候选者。我们预计类似的条件，为木星，即一个区域之间的exobase和磁层顶，充满了耗尽的等离子体密度相比，整个磁层腔充满了流体动力学向外流动的电离层等离子体的情况。因此，与先前研究的行星HD 209458 b和HD 189733 b等经典热彗星不同，超大质量热彗星通常应该是无线电观测的更好目标。
2018-07-31 astro-ph.EP
The Intrinsic Temperature and Radiative-Convective Boundary Depth in the Atmospheres of Hot Jupiters
在巨行星大气模拟中，内禀温度$T_\mathrm{int}$和辐射对流边界（RCB）是重要的下边界条件。在一维辐射对流模式和三维大气环流模式中，通常假设$T_\mathrm{int}$与木星本身的温度相似，大约为100 K，这就产生了热木星的RCB大约为1 kbar。在这项工作中，我们表明，膨胀的半径，因此高比熵的内部，热超导体建议更高的$T_\mathrm{int}$值。假设这种效应主要是由于电流加热（而不是延迟冷却），我们推导出$T_\mathrm{eq}$和$T_\mathrm{int}$之间的平衡关系，表明后者可以取高达700 K的值。作为回应，RCB在大气中向上移动。使用一维辐射对流大气模式，我们发现RCB只有几个酒吧，而不是通常假设的RCB。这浅得多的RCB的大气结构，垂直和水平环流，相位曲线的解释，以及深冷阱对云的形成的影响有重要的意义。
2020-01-15 astro-ph.EP
Multiple-Planet Scattering and the Origin of Hot Jupiters
系外行星显示了一堆彗星大小的行星，它们的轨道周期为3天。这些热彗星中的一小部分相对于母星的旋转有逆行的轨道。为了解释这些观测结果，我们进行了一系列的行星散射的数值积分，然后是潮汐循环。我们最初考虑的是有3颗和4颗行星的行星系。我们发现，标准的Kozai迁移是一个低效的机制，形成的热超导体。我们的研究结果表明，形成两个不同的人口的热点。半长轴a <0.03AU的热彗星的内居群形成于没有行星抛射的系统中。这组包含了一个显着的分数高度倾斜和逆行的轨道，分布在很大程度上独立于初始设置。然而，我们的后续积分表明，这种人口是短暂的，大多数行星在1 Gyr内落入恒星的罗氏半径内<1 Gyr. The outer population of hot Jupiters formed in systems where at least one planet was ejected. This population survived the effects of tides over >。群体II的半长轴分布与观察到的3天堆积非常吻合。外热行星的倾角分布取决于初始系统中行星的数量，而4行星的情况显示出更大的比例（高达10%），倾角值的分布范围更广。由于后来的结果与观测结果大致一致，这可能表明，观测到的热彗星的行星系最初拥有丰富的行星数量，其中一些被抛出。因此，从更广泛的角度来看，我们的工作暗示了热彗星和…
2011-10-19 astro-ph.EP
The CH$_4$ abundance in Jupiter's upper atmosphere
碳氢化合物物种，特别是CH $_4$，在木星的平流层-热层边界中起着关键作用，该边界发生在$μ$ -bar压力水平附近。先前对太阳掩星、He和$α$气辉以及ISO/SWS对3.3 $μ$ m附近辐射的测量的分析都推断出甲烷浓度存在显著差异。在这里，我们的目标是准确地模拟CH $_4$辐射率在3.3 $μ$米ISO/SWS测量通过使用一个全面的非本地热力学平衡模型和最近的碰撞率在实验室测量CH $_4$，以揭示新的光在木星上层大气中的甲烷浓度。这些发射带已被证明在$μ$ -条水平处精确地呈现峰值贡献，因此直接探测感兴趣的区域。我们发现，高CH $_4$浓度是必要的，以解释的数据，与最近的分析相反，和观察有利于CH $_4$碰撞弛豫率的最新实验室测量的下限。我们的研究结果提供了精确的约束木星低层大气的组成和动力学。
2022-03-31 astro-ph.EP
Small but mighty: High-resolution spectroscopy of ultra-hot Jupiter atmospheres with compact telescopes. KELT-9 b's transmission spectrum with Wendelstein's FOCES Spectrograph
本研究利用Wendelstein天文台的FOCES高分辨率光谱仪和交叉相关技术，在超热木星KELT-9 b大气中检测到七种物质，证明小型望远镜同样能解析超热木星大气，从而拓宽了相关研究的范围。
2024-01-07 astro-ph.EP
Evidence for Hidden Nearby Companions to Hot Jupiters
第一个被发现的太阳系外世界--在短周期轨道上的巨大的“热行星”--对以太阳系为中心的行星形成模型来说是一个惊喜，促进了行星系演化新理论的发展。几乎没有观测到的热彗星附近的行星伴星被广泛引用作为支持高偏心率潮汐迁移的证据：在一个框架中，热彗星在其出生的原行星盘中形成更远的位置，然后以极高的偏心率向内抛出，剥离任何接近行星伴星的系统。在这项工作中，我们提出了新的结果，从整个四年开普勒数据集的过境时间变化的搜索，表明至少$12\pm6\%$的热彗星有一个附近的行星伴侣。这一部分的热彗星被认为有一个静态的动力学历史，这样系统就可以保留它们附近的同伴。我们还证明了附近的行星同伴普遍存在于温暖的彗星（$\geq70\pm{16}\%$），这表明温暖的彗星通常是安静地形成的。最后，我们将我们的研究结果与现有的观测约束相结合，提出了一个“偏心迁移”的框架，通过在紧凑的多行星系统中的磁盘后动态雕刻形成短周期巨行星。我们的框架表明，热彗星构成了巨大行星的自然结束阶段，这些行星的偏心率范围很广，轨道达到足够小的近点-无论是从它们在盘阶段的最终轨道配置，还是从后盘阶段的偏心率激发-以触发有效的潮汐循环。
2023-02-24 astro-ph.EP
Ultra-hot Jupiter atmospheres at high spectral resolution
Observatoire astronomique de l’Université de Genève（日内瓦大学天文台）；University of Bern（伯尔尼大学）；Center for Space and Habitability, University of Bern（伯尔尼大学太空与宜居中心）；Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto（波尔图大学空间天体物理研究所）；Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto（波尔图大学理学院物理与天文系）
通过高分辨率光谱学研究超高温木星大气，揭示其独特的物理和化学特征，提供关于极端行星大气的新信息。
2026-02-02 astro-ph.EP
Testing approximate infrared scattering radiative-transfer methods for hot Jupiter atmospheres
本文针对热木星大气辐射传输计算瓶颈，测试了吸收近似和变分迭代法两种近似长波散射方法，发现四流VIM在保证出射通量误差约1%的同时具有优异速度，适合用于GCM和反演建模。
2024-02-27 astro-ph.EP
A Secular Resonant Origin for the Loneliness of Hot Jupiters
尽管经过几十年的研究，距离主星只有十分之几个天文单位的巨行星的起源仍然不清楚。传统上，这些物体被认为在随后向内迁移之前已经形成。然而，随着近距离巨行星的原地形成模型的出现，迁移的必要性最近受到了质疑。对近距离巨星凌日子样本的观测特征表明，轨道周期超过10天的“温暖”彗星比周期较短的“热”彗星更经常拥有近距离的共凌行星伴星，而后者通常是孤独的。这一发现以前被解释为证据表明，顺利，早期迁移或原位形成引起了温暖的地幔柱托管系统，而更暴力，后磁盘迁移途径雕刻热地幔柱托管系统。在这项工作中，我们表明，这两类行星可能会出现通过早期迁移或就地聚集，但增强孤独的热彗星出现由于长期共振相互作用与恒星的四极矩。这种相互作用使外部的低质量行星的轨道倾斜，使它们从检测到热木星的凌日调查中消失。相比之下，温暖的行星宿主系统保持其共面性，这是因为相对于行星-磁盘相互作用，宿主恒星的四极势的影响较弱。通过这种方式，热辐射和热辐射被放置在一个统一的理论框架内，该框架可以很容易地使用来自即将到来的任务（如TESS）的数据进行验证或伪造。
2017-07-20 astro-ph.EP
Aeolus: A Markov--Chain Monte Carlo code for mapping ultracool atmospheres. An application on Jupiter and brown dwarf HST light curves
从观测到的行星光谱和相位曲线推导云量及其时间演变可以让我们对大气动力学有更深入的了解。在本文中，我们提出了Aeolus，一个马尔可夫链蒙特卡罗代码，映射棕矮星和其他超冷大气的结构。我们在一组独特的木星哈勃太空望远镜（HST）光变曲线上验证了风神。风神精确地检索木星大气层的主要特征的属性，如大红斑和一个主要的5微米热点。Aeolus是第一个在整个旋转周期内对巨行星进行实际观测的映射代码。在这项研究中，我们将Aeolus应用于2 MASSJ 21392676 +0220226和2 MASSJ 0136565 +093347的J和H波段HST光变曲线。Aeolus在这两颗棕矮星的大气层顶部（每个观测波长）检索了三个点，表面覆盖率分别为21+-3%和20.3+-1.5%。木星HST光变曲线将通过ADS/VIZIR公开提供。
2015-10-14 astro-ph.EP
On possible types of magnetospheres of hot Jupiters
我们表明，“热木星”类型的系外行星的轨道，作为一项规则，位于靠近阿尔芬点的恒星风的母星。在这一点上，许多热彗星可以位于亚阿尔芬带，在那里恒星风的磁压超过了它的动压。因此，恒星风的磁场对恒星风在热彗星大气层周围的流动起着极其重要的作用。在理论模型和观测数据的解释中都必须考虑这一因素。分析表明，许多典型的热磁层应该具有无激波的内禀磁层，这在太阳系中显然是没有的。这种磁层的主要特点是没有弓形激波，而磁障（电离层顶）则是由电离层上层的感应电流形成的。我们证实了这一推论的三维数值模拟的流动的母星恒星风周围的热木星HD 209458 b，其中我们考虑到适当的磁场的行星和磁场的风。
2019-03-22 astro-ph.EP
Kepler-730b is probably a hot Jupiter with a small companion
在这里，我们提请注意一个候选系统与一个热木星和一个小的，附近的同伴，揭示了最近的开普勒数据发布（DR 25）。热木星开普勒-730 b的半径为$R_{\rm p}=11.36^{+1.14}_{-0.98}~R_\oplus$，轨道周期为$P=6.492$ d，而新发现的伴星KOI-929.02的半径为$R_{\rm p}=1.45^{+0.15}_{-0.20}~R_\oplus$，轨道周期为$P=2.852$ d。没有检测到凌日时间变化（TTV），因为小伴星凌日的边缘检测，但这个小伴星通过了所有验证测试。这个系统可能是继杰出的WASP-47系统之后的另一个拥有热木星和小的附近伴星的行星系，也是迄今为止开普勒主要任务中唯一的这样的系统（46个）。这个系统的性质，如果得到证实，将表明附近有小伴星的热彗星可能比我们过去认为的更常见。仍然有一种可能性是，小伴星实际上是一颗与热木星宿主不同的恒星，用10米望远镜进行后续观测可能会解决这个问题。
2018-08-31 astro-ph.EP
Probing the terminator region atmosphere of the Hot-Jupiter XO-1b with transmission spectroscopy
我们在这里报告了热木星XO-1b的第一个红外光谱。这些观测是在XO-1系统的一次日食期间用哈勃太空望远镜上的NICMOS仪器获得的。在1.2和1.8微米之间的近光子噪声限制光谱学使我们能够以良好的精度确定这个热木星的行星大气的主要成分。这是第三个在近红外光谱数据中可以获得的热木星大气层。光谱显示存在水蒸气（H2O）、甲烷（CH 4）和二氧化碳（CO 2），并暗示可能存在一氧化碳（CO）。我们表明，公布的IRAC二次过境发射光度数据是兼容的大气成分在终止器确定的NICMOS光谱，与一系列可能的混合比和热配置文件;需要额外的发射光谱数据，以减少可能的解决方案的简并性。最后，我们注意到XO-1b和HD 209458 b的1.2-1.8微米透射光谱之间的相似性，这表明这两个系统除了具有相似的恒星/轨道和行星参数外，还可能具有相似的系外行星大气成分。
2010-02-12 astro-ph.EP
Origins of Hot Jupiters from the Stellar Obliquity Distribution
恒星的旋转度，或者说它的自转轴和它的伴星的平均轨道法线之间的夹角，对这个系统的演化历史提供了一个独特的限制。不像太阳系，太阳的赤道几乎与它的伴星对齐，许多热木星系统被发现有很大的自旋轨道错位，在极地或逆行轨道上有行星。我们证明，在相反的恒星窝藏热的恒星在圆形轨道上，那些偏心同伴遵循没有人口范围的恒星温度的趋势。这一发现可以通过高偏心率迁移和潮汐阻尼的组合来自然地解释。此外，我们表明，今天观察到的联合结晶度和偏心率分布与高偏心率迁移的结果是一致的，没有严格的要求调用其他热木星形成机制的磁盘迁移或原位形成。在整个种群的水平上，高离心率的迁移可以始终如一地塑造热木星系统的动力学演化。
2022-01-27 astro-ph.EP
Hot Jupiters are asynchronous rotators
该研究打破热木星因潮汐锁定同步旋转的传统认知，发现大气磁力矩积分非零的角动量反馈可驱动其异步旋转，经模型与多行星大气环流数据验证，高温/强磁化热木星非同步旋转程度显著，为热木星现象学研究提供新方向。
2025-01-14 astro-ph.EP
Detection Feasibility of H$_2$ in Ultra-hot Jupiter Atmospheres
超高温对流层（UHJ）由于其极端的性质，近年来成为大气研究的焦点。虽然分子氢（H $_2$）在UHJ大气中起着关键作用，但它尚未在系外行星上直接检测到。为了确定通过莱曼和维尔纳带的透射光谱进行H $_2$探测的可行性，我们模拟了UHJ大气层，其中H $_2$旋转温度从2000 K到4000 K变化，轨道A型恒星的温度范围从$T_{eff}$ = 8，500 K到$T_{eff}$ = 10，300 K。我们提出了模拟传输光谱的每个行星-恒星的温度组合，同时增加泊松噪声的幅度从0.5%到2.0%不等。最后，我们交叉相关的光谱与预期的大气H $_2$吸收模板为每个温度组合。我们的研究结果表明，H $_2$检测与目前的设施，即哈勃太空望远镜，是不可能的。然而，H $_2$的直接大气透射光谱学在未来具有紫外线能力的旗舰飞行任务中可能是可行的。
2022-07-13 astro-ph.EP
Hot Jupiters are Inflated Primarily by Shallow Heating
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
研究发现热木星的膨胀主要由浅层加热驱动，而非深层加热，并预测大气循环相关观测指标随温度变化呈现特定趋势。
2026-03-02 astro-ph.EP
The Atmospheric Circulation of Ultra-hot Jupiters
最近对日面温度超过$2500~\mathrm{K}$的超热彗星的观测发现了在其大气中起作用的新物理过程的证据。在这项工作中，我们研究了分子氢的离解和原子氢的复合对超高温彗星大气环流的影响。要做到这一点，我们将这些影响纳入热木星大气的大气环流模型（GCM），并运行一个大的模型套件不同的入射恒星通量，旋转周期和摩擦阻力的强度。我们发现，包括氢的离解和重组减少了部分昼夜温度对比的超热木星大气，并导致赤道喷流的速度在模拟与固定的旋转降低。这是因为氢分解所需的大量能量输入冷却了行星的昼面，而氢重组释放的能量则使夜面变暖。昼夜温度对比度的降低降低了驱动环流的昼夜气压梯度，导致风速减弱。我们的GCM实验的结果定性地同意以前的理论，发现分数昼夜温度对比度的超热超导体应减少的平衡温度的增加，由于氢的解离和重组。最后，我们从我们的GCM实验套件计算全相位光变曲线，发现在超热木星大气中昼夜温度对比度降低导致相位曲线幅度较小。由于氢的解离和复合而导致的相位曲线振幅的减小可以解释所观察到的超热超导体的相对小的相位曲线振幅。
2019-10-03 astro-ph.EP
Jupiter's "Cold" Formation in the Protosolar Disk Shadow: An Explanation for the Planet's Uniformly Enriched Atmosphere
大气成分为行星的形成和演化提供了有价值的线索。木星一直是研究最充分的巨行星，就其大气而言;然而，木星大气成分的起源仍然是一个谜，因为氮和惰性气体的丰度与其他元素一样高，只能来自极冷的环境。我们提出了一个新的想法来解释木星的大气成分：灰尘堆积在H $_2$ O雪线投下阴影，冷却木星轨道，使N $_2$和惰性气体可以冻结。在阴影区形成的星子或核心可以通过溶解在包层中富集氮和稀有气体，就像其他元素一样。本文用辐射转移计算方法计算了被遮蔽的原太阳盘的温度结构。然后，我们研究了木星的径向挥发分分布，并通过凝结计算预测了木星的大气成分。我们发现，目前的木星轨道附近，大约$3$ - $7~{\rm AU}$，可以作为$30~{\rm K}$冷，如果小尘埃表面密度变化的一个因素，$\gtrsim30$跨越H $_2$ O雪线。根据先前的晶粒生长模拟，如果硅酸盐晶粒比冰晶粒更脆弱，则可以通过弱圆盘湍流来实现这种条件。阴影可以引起大多数挥发性物质的冷凝，即N $_2$和Ar。我们表明，阴影固体的溶解可以解释木星大气中的元素丰度模式，即使原木星是在木星目前的轨道附近形成的。盘影可能在控制大气成分方面起着至关重要的作用。阴影的影响也影响了JWST对即将到来的系外行星大气观测的解释。
2021-06-16 astro-ph.EP
Friends of Hot Jupiters II: No Correspondence Between Hot-Jupiter Spin-Orbit Misalignment and the Incidence of Directly Imaged Stellar Companions
多恒星系统是很常见的，但很少有人知道恒星伴星对行星系形成和演化的影响。例如，恒星伴星可能促进了热彗星向内迁移到它们现在的位置。许多观测到的短周期气体巨行星的轨道也与其恒星的自转轴不一致，这也被归因于在非共面轨道上存在一个大质量的外伴星。我们提出了一个多波段直接成像调查的结果，使用凯克NIRC 2测量的分数短周期气体巨行星中发现的多恒星系统。在三年的时间里，我们完成了对50个目标（“热彗星之友”）的调查，其中27个目标显示出多体相互作用的一些特征（未对准或偏心轨道），23个目标在对照样本中（对准良好和圆形轨道）。我们报告的质量，预计分离，并确认共同的自行车周围发现的17颗恒星的19个恒星同伴。校正调查的不完整性，我们报告的同伴分数的$48\%\pm9\%$，$47\%\pm12\%$，和$51\%\pm13\%$在我们的总，错位/偏心，和对照样品，分别。这个伴星的总分数是$2.8\,σ$，大于伴星的分数大约是$50-2000\,$ AU。我们没有观察到错位/偏心热木星系统和恒星同伴的发病率之间的相关性。结合我们以前的径向速度调查的结果，我们确定$72\% \pm 16\%$的热彗星是多行星和/或多恒星系统的一部分。
2015-01-13 astro-ph.EP
Variability from thermo-resistive instability in the atmospheres of hot jupiters
热木星的大气层可能会受到热阻不稳定性的影响，其中随着温度的增加，电导率会导致失控的欧姆加热。我们介绍了一个简化的模型，在赤道地区的热木星，包括对大气流动的反反应，增加电导率导致通量冻结，这反过来又淬火的流量，因此欧姆加热的本地动态。我们展示了一个新的时间依赖性的解决方案，出现了温度依赖性的电导率（而温度无关的电导率总是演变到一个稳态）。周期性循环由阿尔芬振荡的爆发组成，这些振荡被静止的间隔分开，磁雷诺数在小于和大于1的值之间交替，保持振荡。我们调查的区域的压力和温度的不稳定性工作。对于典型的赤道大气模型中看到的加速度，我们发现不稳定的压力$\sim 0.1$ -$1\ {\rm bar}$和温度$\approx 1300$ -$1800\ {\rm K}$磁场$\sim 10\ {\rm G}$。与以往基于恒定风速的研究不同，我们发现，较弱的磁场的不稳定性更强。我们的研究结果进一步支持了这样一种观点，即可变性应该是木星磁化热大气的一个特征，特别是在中等温度下。在热木星大气动力学的MHD模型中，电导率的温度依赖性是一个重要的组成部分。
2022-10-19 astro-ph.EP
The UM, a fully--compressible, non--hydrostatic, deep atmosphere GCM, applied to hot Jupiters
我们正在采用英国气象局的全球环流模型（GCM），即所谓的统一模型（UM），用于研究热对流。在这项工作中，我们展示了最复杂的动力学核心的成功适应，解决大气运动方程的GCM组件，可在UM，ENDGame（甚至更新的动力学一般大气环境建模）。在相同的数值方案ENDGame支持不同程度的简化下的动力学方程的解决方案。我们目前的结果从一个简单的，浅（在大气域）热木星模型（SHJ），和一个更现实的（更深的大气层）HD 209458b测试用例。对于这两个测试情况下，我们发现，大规模的，时间平均（超过1200天规定的测试期间），大气的动力学状态是相对不敏感的动力学方程的简化程度。然而，当试图重现从其他模型导出的这些测试用例的结果时，存在问题。对于SHJ的情况下，下（和上）边界相交的大气的主要动力学特征，这意味着结果是严重依赖于边界条件。对于HD 209458b测试案例，当使用更完整的动力学模型时，大气在1200天后仍明显处于演变状态，并且处于瞬态。求解完整的（深层大气和非流体静力学）动力学方程允许通过科里奥利和度量项在大气的垂直和水平动量之间进行交换。随后，高层大气和更深的缓慢演变（辐射不活跃）的大气之间的相互作用显着改变了结果，并在超过1200天的时间尺度上发挥作用。
2013-11-08 astro-ph.EP
Implications of three-dimensional chemical transport in hot Jupiter atmospheres: results from a consistently coupled chemistry-radiation-hydrodynamics model
我们目前的结果从一组使用完全耦合的三维（3D）化学辐射流体动力学模型的模拟和研究的大规模大气流动在热木星大气中的化学物质的运输效果。我们将一个灵活的化学动力学方案与英国气象局统一模型相结合，该模型能够研究化学、辐射转移和流体动力学的相互作用。我们使用一个新发布的“简化”化学网络，包括30种化学物质，这些化学物质是专门为3D大气模型中的应用而开发的。我们模拟了研究得很好的热彗星HD~ 209458 b和HD~ 189733 b的大气，它们都有几百开尔文的昼-夜温差和超旋转赤道喷流。我们发现定性相当不同的化学结构之间的两颗行星，特别是甲烷（CH $_4$），当平流的化学物种。我们的研究结果表明，考虑3D化学输运对于了解热木星大气的化学成分至关重要。与通过假设局部化学平衡或包括1D -甚至2D -化学混合的模型所预期的相比，3D混合导致吸收气相物质的丰度发生显着变化。我们发现，CH $_4$，二氧化碳（CO $_2$）和氨（NH $_3$）是特别有趣的，因为这些物种的三维混合导致突出的签名的平衡化学的传输和发射光谱，检测与不久的将来的仪器。
2020-04-14 astro-ph.EP
LAMOST telescope reveals that Neptunian cousins of hot Jupiters are mostly single offspring of stars that are rich in heavy elements
我们发现了一群短周期的海王星大小的行星，它们与热彗星有着关键的相似之处：这两个种群都优先由富含金属的恒星承载，并且都优先在开普勒系统中发现，只有一颗凌日行星。利用精确的主序星LAMOST DR 4恒星参数，研究了短周期1d < P <10 d开普勒行星的分布与主星金属丰度的关系。富金属恒星周围的行星半径分布比贫金属恒星周围的行星半径分布更“膨胀”。在两个周期半径区域中，行星优先居住在富含金属的恒星周围，而几乎没有任何行星围绕金属贫乏的恒星。一个是众所周知的热彗星，另一个是海王星大小的行星（2 R_Earth <~ R_p <~ 6 R_Earth），被称为“Hoptunes”。和热彗星一样，Hoptunes更频繁地出现在有单个凌日行星的系统中，尽管Hoptunes的倍数比热彗星大。大约1%的太阳型恒星拥有“Hoptunes”，Hoptunes和热彗星的频率随着[Fe/H]的函数而呈一致的趋势增加。在行星的半径分布中，热木星和霍普顿之间有一个大约土星大小的“谷”（在6 R_Earth <~ R_p <~ 10 R_Earth的范围内），这个“热土星谷”代表了与热木星和霍普顿相比，行星频率大约降低了一个数量级。Hoptunes和热彗星之间的经验“亲属关系”表明可能共同的过程（迁移和/或形成）负责他们的存在。
2018-01-22 astro-ph.EP
WASP-43b: The closest-orbiting hot Jupiter
WASP-43 b是一颗热木星，每0.81 d经过一颗K7 V恒星。在0.6-Msun的恒星中，它的质量是热木星的最低质量。它还显示了15.6-d的旋转周期。这颗行星的质量为1.8 Mjup，半径为0.9 Rjup，半长轴只有0.014 AU，是已知热木星中轨道距离最短的。在K7 V恒星周围发现这样一颗行星表明，由于轨道的潮汐衰变，在具有深对流区的恒星周围也发现了剩余寿命明显较短的行星。
2011-04-14 astro-ph.EP
Hot Spot Offset Variability from Magnetohydrodynamical Thermoresistive Instability in Hot Jupiters
本研究拓展了热木星大气的轴对称一维径向模型，通过经度方向一阶傅里叶展开表示温度与磁扩散率，预测热电阻不稳定性发展及阿尔文振荡期间的热斑偏移，发现峰值通量偏移数天内可在±60°间变化，为热木星的可观测特征提供了新解释。
2024-07-12 astro-ph.EP
Transport and Thermochemical Kinetics of Alkali Species in Hot Jupiter Atmospheres: Implications for Magnetic Models
Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）；University of Exeter（埃克塞特大学）；University of Newcastle（纽卡斯尔大学）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；University of California, Los Angeles（加利福尼亚大学洛杉矶分校）
研究热木星大气中碱金属的热化学动力学，发现离子淬灭发生在1-10 mbar，增强夜面及中纬度磁相互作用，并指出化学动力学对磁建模至关重要。
2026-09-23 astro-ph.EP
A unique hot Jupiter spectral sequence with evidence for compositional diversity
近距离的巨型系外行星（“热彗星”）的出射光谱预计与具有类似有效温度的自发光物体的出射光谱不同，因为热彗星主要由其宿主恒星从上方加热，而不是从其形成时释放的能量内部加热。理论模型预测了一个连续的昼侧光谱的热彗星作为辐射水平的函数，与最冷的行星有吸收功能，在其光谱，中温行星有发射功能，由于热反转，和最热的行星有黑体般的光谱，由于分子离解和连续不透明的H-离子。在一些个别热彗星的光谱中检测到了吸收和发射特征，在光度测量中观察到了种群水平的趋势。然而，还没有统一的，人口水平的研究热彗星的热发射光谱，如已经完成了较冷的棕矮星和热彗星的透射光谱。在这里，我们表明热木星二次日食光谱以1.4微米的吸水带为中心，遵循水特征强度随温度变化的共同趋势。观察到的趋势与模型预测的太阳组成行星的热结构如何随辐照水平而变化大致一致。然而，行星系综表现出一定程度的分散在太阳系组成行星的平均趋势周围。如果行星在金属丰度和/或元素丰度比上有适度的变化，这种差异就可以解释，这是行星形成模型所预期的。（摘要摘录）
2021-10-21 astro-ph.EP
A Full-Atmosphere Model of Jupiter
本研究构建了覆盖木星全大气的一维光化学-热化学动力学模型，首次纳入大跨度硫化学过程，验证了主要化学特征并做出多项可观测检验的新预测。
2025-09-04 astro-ph.EP
