Formation of Silicate and Titanium Clouds on Hot Jupiters
我们提出了第一个应用程序的箱计划微物理和垂直传输模式，以确定钛和硅酸盐云粒子的大小分布在大气中的热蒸发器。我们预测颗粒大小分布的第一性原理在四个有代表性的赤道的行星网格，并研究如何观察到的云的性质取决于大气的热结构和垂直混合。预测的尺寸分布通常是双峰和不规则的形状。总云量与平衡温度呈负相关，与大气混合呈正相关。东、西翼云的性质有明显的差异，并随平衡温度的增加而增加。除了中红外线的特征外，云的不透明度在很宽的波长范围内大致恒定。发现前向散射在相同的波长范围内是重要的。使用完全分辨的云粒子的粒度分布，而不是平均粒度，对所得的云不透明度有明显的影响。对云不透明度贡献最大的粒子大小强烈地依赖于云粒子大小分布。我们预测，硅酸盐或钛云是不太可能负责的光学瑞利散射斜率看到许多热彗星。我们认为，云不透明的排放可能作为敏感的示踪剂的热状态的行星的内部深处通过存在或缺乏冷阱在大气深处。
2018-05-03 astro-ph.EP
Jupiter as an exoplanet: UV to NIR transmission spectrum reveals hazes, a Na layer and possibly stratospheric H2O-ice clouds
目前，透射光谱分析是探测系外行星大气化学成分最成功的技术。但这些测量的准确性受到观测限制和可能的大气成分多样性的限制。在这里，我们展示了木星的紫外-可见-红外透射光谱，就好像它是一颗过境的系外行星，通过观察它的一颗卫星，木卫三，同时穿过木星的阴影，在木卫三的日食期间由于大气中存在云（气溶胶）和霾，以及甲烷的强吸收特征，光谱显示出强烈的消光。更有趣的是，与辐射转移模型的比较揭示了一个光谱特征，我们在这里将其归因于木星平流层的结晶H2O冰。Na的原子跃迁也存在。这些结果是相关的巨型凌日系外行星的建模和解释。他们还开启了一项新技术，以探索木星大气层上层的大气成分。
2015-02-07 astro-ph.EP
Modeling the high-resolution emission spectra of clear and cloudy non-transiting hot Jupiters
高分辨率光谱学作为一种确定系外行星大气特征的方法的出现，扩大了我们研究非凌日行星的能力，增加了可供观测的行星数量。许多最有利的大气表征目标是热对流层，我们预计在物理条件（如温度、风速和云覆盖率）中存在较大的空间变化，这使得观察几何变得重要。三维模型通常模拟了假设边缘观察的热彗星的观测特性，忽略了没有近边缘轨道的行星。作为第一次调查轨道倾角如何体现在高分辨率的发射光谱，我们使用的大气环流模型来模拟大气结构的Uppermandromedae b，一个非过境的热木星。为了准确地捕捉云的散射，我们实现了一个广义双流辐射转移例程的非均匀多重散射大气。我们比较了有云和无云的模型，因为云的覆盖加剧了空间变化。云层覆盖增加了净多普勒频移和连续通量振幅在行星轨道上的变化。随着轨道倾角的减小，晴朗和多云模式中的四个关键特征也减小：1）平均连续通量水平，2）连续通量随轨道相位的变化幅度，3）谱线的净多普勒频移，以及4）谱线的多普勒展宽。能够处理不均匀云层覆盖和不同观测几何形状的模型对于理解高分辨率发射光谱至关重要，从而为研究这些极端大气提供了额外的途径。
2021-10-11 astro-ph.EP
Radiatively Active Clouds and Magnetic Effects Explored in a Grid of Hot Jupiter GCMs
本研究通过构建含/不含磁效应与云形成的热木星GCM网格，发现2000K以上二者协同影响大气结构，共同作用对热相位曲线振幅和峰值偏移的影响强于单独效应。
2024-10-30 astro-ph.EP
Lightning generation in moist convective clouds and constraints on the water abundance in Jupiter
最近的朱诺观测大大扩展了木星闪电探测的时间和空间覆盖范围。我们使用这些数据来约束木星大气中潮湿对流和闪电生成的模型，并推导出大致太阳能丰富的水在水云的基础。朱诺观测到的浅闪电（贝克尔等人，2020，自然，584，55-58），并定义为闪电起源于海拔对应的压力小于2巴，是再现，因为闪电在更深的压力范围，包括那些低于水云基地。据发现，闪电的产生需要氨来稳定液态水在相应的高度低于冰点的温度。我们发现了一系列当地的水丰度，其中闪电是可能的，包括太阳下的水值-与其他深氧丰度的确定一致。
2021-01-29 astro-ph.EP
Transmission spectral properties of clouds for hot Jupiter exoplanets
云在行星的大气层中起着重要的作用。预计，像我们太阳系中的所有行星体一样，系外行星的大气层也将有大量的云覆盖，并且在一些热彗星中存在云的证据越来越多。为了更好地观测行星大气，我们需要考虑这些云对观测到的宽带透射光谱的影响。在这里，我们研究了热木星系外行星的预期云冷凝物种类，以及各种粒度和分布对从光学到红外的透射光谱的影响，这可以作为解释系外行星光谱时的一个广泛的框架。我们注意到，显着的红外吸收功能出现在计算的透射光谱，在每个冷凝物中的关键物种之间的振动模式的结果，这可能是非常限制。虽然可能很难在宽透射光谱中区分单个冷凝物，但可以辨别不同的振动键，这可以区分云形成场景，如冷凝云或光化学生成的物质。振动模式的功能被证明是突出的云是由小的亚微米尺寸的颗粒，并可以与伴随的光学散射斜率。这些红外特征对未来用JWST进行的系外行星大气研究具有潜在的影响，在JWST中，可以在更长的波长下探测这种区分冷凝物物种的振动模式。
2014-09-30 astro-ph.EP
Rotational Light Curves of Jupiter from UV to Mid-Infrared and Implications for Brown Dwarfs and Exoplanets
人们在褐矮星和直接成像的系外行星上观察到了旋转调制，但其潜在机制还没有得到很好的理解。在这里，我们分析了木星的旋转光变曲线在12个波长从紫外线（UV）到中红外线（中红外线）。在大多数波长下，木星光变曲线的峰-峰幅度从百分之几到百分之四不等，但在5 $\rm μm$处的幅度超过了百分之二十，5是一个感应木星对流层深处的波长。木星的旋转调制主要是由无云带而不是多云区的离散模式引起的。光变曲线的幅度主要受大红斑（GRS）的大小和亮度对比、北赤道带（NEB）的扩张、北温带（NTB）的片状云和NEB中的热点训练的影响。在反射中，对比度由对流层和平流层的薄雾、云和云中的发色团控制。在热辐射中，小的旋转变率是由温度和气体和气溶胶的不透明度的空间分布引起的，大的变化是由$\rm NH_{3}$云洞和薄厚云引起的。甲烷波段的光变曲线与紫外和可见光波段的光变曲线形状相反，这是由GRS的亮度随波长变化引起的。光变曲线的演变是由热带的周期性事件和GRS的纵向漂移以及NTB中的片状云引起的。这项研究提出了几个有趣的机制，与温度，气体，烟雾和云的分布有关，以了解观测到的棕矮星和系外行星的旋转调制。
2019-01-04 astro-ph.EP
Cloud reflection modelling for impact flashes on Jupiter: A new constraint on the bulk properties of the impact objects
针对木星撞击闪光参数受云层反射影响的问题，本文建立可见光云层反射模型并修正历史观测，发现反射贡献最高可达直射通量的200%，显著改进撞击体能量、质量和尺寸估计。
2023-08-02 astro-ph.EP
Cloud structure and composition of Jupiter's troposphere from 5-μm Cassini VIMS spectroscopy
利用2000-2001年飞越木星的卡西尼VIMS 4.5-5.1 μm热发射光谱研究了木星对流层的组成和云结构。我们利用天底和临边暗化观测地球的夜面，并比较这些与昼面观测。虽然5 μm的亮温存在显著的空间变化，但光谱的形状在整个地球上仍然非常相似，这表明存在光谱平坦，空间不均匀的云层。我们发现，一个简单的云模型组成的一个单一的，紧凑的云是能够再现的夜侧和昼侧的光谱，受到以下限制：（i）云底位于压力为1.2巴或更低;（ii）云粒子是高度散射;（iii）云是足够的光谱平坦。使用这个云模型，我们搜索云不透明度和磷化氢深体积混合比的全球变化。我们发现，绝大多数的5 μm的不均匀性可以解释的云甲板的厚度的变化，有云区和相对无云带之间的巨大差异。VIMS的光谱分辨率相对较低，限制了对气态物质的可靠检索，但发现了一些证据，表明高纬度地区磷化氢的丰度有所提高。
2015-06-04 astro-ph.EP
High temperature condensate clouds in super-hot Jupiter atmospheres
解读云的作用是我们理解系外行星大气的核心，因为它们对行星的温度和压力结构以及观测特性有直接影响。超热的类星体占据了类似于低质量M矮星的温度区域，在那里预计会有最小的云凝结。然而，对WASP-12 b（Teq ~ 2500 K）等系外行星的观测结果表明，其透射光谱表明大气层有云。我们重新研究了这些超热木星大气所占据的温度和压力空间，以探索最初的含Al和Ti冷凝物作为云物质的主要来源的作用。由于高温，大多数更常见的耐火材料不会耗尽到更深的层中，并且会保持在气相中。由于这些物质不会在较深的大气层中耗尽，这意味着这些云量相对较低的物质在高层大气中可能成为重要的吸收剂。我们提供的冷凝曲线的初始铝和钛轴承冷凝物，可用于提供定量估计的金属丰度对云质量的影响，作为行星与富含金属的主机可能会形成更不透明的云，因为更多的质量是可用于冷凝。金属含量的增加也将凝结点推到行星大气中更热、更深的层，进一步增加了云的密度。我们认为，富含金属的主机周围的行星更有可能有厚厚的耐火云，并讨论了WASP-12 b的观测光谱的含义。
2016-10-11 astro-ph.EP
Vertical Structure and Color of Jovian Latitudinal Cloud Bands during the Juno Era
木星大气层中的着色剂的身份以及木星最上层云层的确切结构还有待最终了解。木星对流层云的Crème Brélée模型最初由Baines et al.（2014）提出，并由Sromovsky et al.（2017）和Baines et al.（2019）扩展，假设Carlson et al.（2016）测量的生色团是木星对流层中的单一着色剂。在这项工作中，我们使用朱诺号航天器在2017年3月的5次$^{\mathrm{th}}$近木星通过期间测量的光谱来测试木星最上层云层的Crème Brélée模型的有效性。这些数据是作为国际地面观测活动的一部分获得的，以支持朱诺号任务，使用NMSU声光成像相机（NAIC）在3.5米望远镜在阿帕奇点天文台在太阳黑子，新墨西哥州。我们发现，Crème Brélée模型云层分层方案可以用Carlson等人（2016）的发色团和对其假想折射率光谱的修改来重现木星的可见光谱。虽然Crème Brélée模型为木星云带区域（如北赤道带和赤道带）提供了合理的结果，但我们发现，对于独特的天气事件（如我们的测量捕获的2016-2017年南赤道带爆发），这不是一个安全的假设。
2020-12-12 astro-ph.EP
Constraints on the latitudinal profile of Jupiter's deep jets
在木星云顶观测到的纬向风已经被证明与木星重力场的不对称部分密切相关。然而，其他测量表明，在某些纬度地区，云下的气流可能与观测到的云级风有些不同。在这里，我们表明，使用对称和非对称部分的测量重力场，观测到的云级风廓线之间的25 $^{\circ}$ S和25 $^{\circ}$ N必须延伸到数千公里的深度不变。向极，中纬度深急流也有助于重力信号，但可能与云级风略有不同。我们分析这种差异的可能性，并给出其强度的界限。我们还发现，为了与重力测量相匹配，风必须在平行于木星自转轴的方向上向内投射，并且它们向内的衰减应该在径向方向上。
2021-02-21 astro-ph.EP
Clouds in Three-Dimensional Models of Hot Jupiters Over a Wide Range of Temperatures I: Thermal Structures and Broadband Phase Curve Predictions
使用大气环流模式（GCM），我们调查的趋势，在模拟热木星大气的范围内的照射温度（1,500 - 4,000 K），表面重力（10和40米秒-2），和云的条件。我们的模型包括简化的温度依赖性云与辐射反馈，并显示不同的云的成分，垂直厚度，和不透明度形状热的太阳能电池的大气可能会增加行星反射，降低光球压力和夜面温度，并在某些情况下产生强烈的昼侧热逆温。随着辐射量的减少，云逐渐在夜侧和较冷的西翼形成，然后是东翼和中央的向阳面。我们发现，云的存在显著地改变了行星的辐射输运，并影响了温度低于T_irr ~ 3，000 ~K（T_eq~ 2，100 K）的行星的可观测性质，这取决于云的垂直范围。预期效果的精确强度取决于假设的参数，但预测的相位曲线趋势来自模拟的集合。云导致较大的相位曲线振幅和较小的相位曲线偏移在红外波长，相比无云模型。在光学波长，我们预测主要是西向相位曲线偏移在中间温度（T_irr ~ 2,000 - 3,500 K）与云局限于夜侧和西翼。如果云在垂直方向上是致密的（即厚度在压力标度高度的量级），它们的分布和影响就会变得更加复杂，因为不同的凝结物在不同的高度形成--有些太深了，以至于不能显著影响可观测的大气。我们的结果对解释T irr <~ 3，000 ~K的行星的相位曲线观测的多样性具有意义。
2020-12-19 astro-ph.EP
Transit Signatures of Inhomogeneous Clouds on Hot Jupiters: Insights From Microphysical Cloud Modeling
我们通过后处理大气环流模型，包括使用云微物理模型计算的云分布，确定热对流层的四肢上的非均匀云量传输的可观测性。我们发现，东翼和西翼经常形成云，但这些云的不同属性增强了翼到翼的差异相比，明确的情况。使用JWST，应该可以通过比较多个波长的过境光变曲线的形状来检测云的不均匀性的存在，因为不均匀的云赋予一个特性，波长依赖的签名。即使在有限的波长覆盖、临边暗化系数的不确定性和不精确的渡越时间的情况下，该方法也是统计稳健的。我们预测，短波长的斜率随温度变化强烈。最热行星的热边缘形成由较小颗粒组成的高海拔云，导致强烈的瑞利斜率。云的近红外光谱特征几乎总是可检测的，即使在光学上没有可见的光谱斜率。在我们的一些模型中，5到9微米之间的光谱窗口可以用来探测云层并检测化学光谱特征。我们的云粒子大小分布不是对数正态分布，并且因物种而异。与使用预测的粒度分布相比，使用面积或质量加权的粒度显着改变云光谱特征的相对强度。最后，一个给定行星的云含量对物种的解吸能和接触角很敏感，这两个参数将来可以通过实验来限制。
2019-10-16 astro-ph.EP
Spatially Resolved Modeling of Optical Albedos for a Sample of Six Hot Jupiters
由\emph{Kepler}进行的光学二次日食测量揭示了平衡温度在$1550-1700$ K.高海拔凝聚物的存在或不存在，如Mg $_2$ SiO $_4$、Fe、Al $_2$ O $_3$和TiO $_2$，可以显著改变光学反射率，但这些云预计将局限于这些潮汐锁定行星大气中的局部区域。在这里，我们提出了3D大气环流模型和相应的云和云地图的六个炎热的热带气旋与测量的光学在这个温度范围内。我们发现，观测到的K2- 31 b和K2- 107 b的光学云量与无云模式或具有相对致密云层的模式匹配最好，而Kepler-8 b和Kepler-17 b的光学云量与适度扩展（$f_{sed}$ = 0.1）的参数云模式匹配最好。HATS-11 b有很高的光学散射度，对应于明亮的Mg $_2$ SiO $_4$云延伸到非常低的压力（$f_{sed}$ = 0.03）的模型。我们无法重现开普勒-7 b的高日冕度，因为我们的模型预测，在大多数情况下，昼面将由黑暗的Al $_2$ O $_3$云主导。我们比较我们的参数云模式与两区微物理云模式（\texttt{CARMA}）。我们发现，即使在考虑了三维热结构后，也没有一个单一的云模型可以解释样品中观察到的全范围的对流。我们的结论是，更好地了解垂直混合配置文件，云辐射反馈，云冷凝物的属性，和大气金属含量是必要的，以解释意想不到的多样性，在这个温度范围内的C…
2021-11-30 astro-ph.EP
Changes in the Cloud Belts of Jupiter, 1630-1664, as reported in the 1665 Astronomia Reformata of Giovanni Battista Riccioli
翻译自1665年G. B.里乔利讨论了1630年至1664年期间木星盘的外观;由各种观察者记录的木星云带的变化是里乔利讨论的一个主要特征。
2010-08-03 astro-ph.EP physics.hist-ph
Patchy nightside clouds on ultra-hot Jupiters: General Circulation Model simulations with radiatively active cloud tracers
通过最近的相位曲线和低分辨率和高分辨率的发射和透射光谱观测，已经详细地描述了超热彗星的大气。以往的数值研究分析了氢的局域复合对超高温彗星的大气动力学和热传输的影响，发现氢的离解和复合导致超高温彗星的昼夜对比度相对于以前的预期有所降低。在这项工作中，我们增加了以前的努力，也考虑了本地化的凝结云的大气中的超热的蒸发器，其所产生的运输的大气环流，和辐射反馈的云的大气动力学。为此，我们将辐射活动云示踪剂纳入现有的MITgcm框架，用于模拟超热对流层的大气动力学。我们从CARMA云微物理模式中提取了适合于高温凝结云的凝结云性质。我们进行了一套GCM模拟不同的云微物理和辐射特性，我们发现，部分云覆盖是我们的模拟无处不在的结果。这种不规则的云分布除了平衡云凝结外，还受大气动力学的固有影响，并导致云的温室效应，使云层下面的大气变暖。由于动力引起的高空逆温，夜侧云在深度上进一步被隔离。我们后处理我们的GCM与蒙特卡罗辐射转移代码gCMCRT，并发现，斑片状云超热蒸发器不显着影响透射光谱，但可以影响其相位相关的发射光谱。
2022-05-16 astro-ph.EP physics.ao-ph
The cloudy shape of hot Jupiter thermal phase curves
据预测，热彗星具有强烈的昼夜温度对比，并且热点向东移动到亚恒星点。这一点被探测大气纵向亮度变化的大量相位曲线观测所证实。然而，全球环流模型系统地低估了相位曲线的振幅，高估了其最大值的移动。本文利用一个包含非灰辐射转移和真实气体和云不透明度的全球环流模式，系统地研究了1000 ~ 2200 K范围内热对流层的大气环流随平衡温度的变化。我们表明，热传输是非常有效的无云行星低于1600 K，并在更高的温度下变得不那么有效。当夜侧云存在时，白天到夜晚的热量传输变得非常低效，导致与观测到的低夜侧温度很好地匹配。然而，这种低温的恒定性是由于辐射时间尺度与温度的强烈依赖性。我们进一步表明，夜侧云增加的相位曲线振幅，并在同一时间减少相位曲线偏移。这种变化对云的化学成分和颗粒大小非常敏感，这意味着观测到的相位曲线的多样性可以用夜侧云特性的多样性来解释。最后，我们表明，相位曲线参数不一定跟踪昼夜对比度，也没有转移的热点等压线，并提出解决方案，以恢复真正的热点转移和昼夜对比度。
2020-10-14 astro-ph.EP
The vertical structure of Jupiter's equatorial zonal wind above the cloud deck, derived using mesoscale gravity waves
伽利略探测器在进入木星大气层下降过程中收集的数据，用于获得探测器进入点从$\mathbf{\sim 0.5}$条（对流层上部）到$\mathbf{\sim 0.1\, μ{bar}}$（热层下部）的纬向风垂直廓线。这是通过建立一个地图的重力波Lomb-Scargle周期作为高度的函数。从地图上获得的廓线表明，可见云层上方的风速随高度增加到$\mathbf{\sim 150}$ m\，s $\mathbf{^{-1}}$，然后在很大的高度范围内稳定在这个值。湍流顶作为一个宽波谱区，其位置也从图中识别出来。此外，一个跨赤道振荡的射流，这是以前在平流层中的准四年振荡，建议的配置文件。
2013-03-08 astro-ph.EP
Warm Jupiters around M-dwarfs are great opportunities for extensive chemical, cloud and haze characterisation with JWST
本文利用三维全球气候模型模拟M矮星周围温暖木星的大气，并结合JWST光谱相位曲线和透射光谱，展示其可用于直接推断云和霾并高信噪比探测多种化学成分，其中NH3有望首次在巨行星中被发现。
2024-08-27 astro-ph.EP
The tale of the 3 planets: 3D cloud feedback enhances the spectral diversity of warm Jupiters
Université de la Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange（蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台）；Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所与物理天文学院）；Center for Space and Habitability, University of Bern（伯尔尼大学空间与宜居中心）；Department of Physics and Astronomy, Michigan State University（密歇根州立大学物理与天文系）；California Institute of Technology/IPAC（加州理工学院/IPAC）；Department of Astronomy, University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校天文学系）；AURA for the European Space Agency (ESA), Space Telescope Science Institute（欧洲航天局（ESA）授权的AURA机构，太空望远镜科学研究所）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校天文学与天体物理学系）；School of Earth and Space Exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与空间探索学院）
研究通过3D云反馈机制分析三颗暖木星的光谱差异，发现云层分布和重力影响导致光谱多样性，揭示了云输运、辐射传输和大气环流的耦合作用。
2026-04-29 astro-ph.EP
Power Spectral Analysis of Jupiter's Clouds and Kinetic Energy from Cassini
通过计算木星大气层内的动能功率谱和云层模式，我们提出了木星大气层内逆能量级联的暗示性证据。利用卡西尼号的观测，我们在几个波长上组成了木星大气层的全纵向马赛克。我们还利用来自这些观测的图像对来生成木星对流层内的风矢量和大气动能的全纵向地图。我们使用球谐分析计算了图像拼接和动能图的功率谱。在某些波长下拍摄的木星云的功率谱类似于二维湍流的理论谱，在低波数和高波数下的功率律斜率分别接近-5/3和-3。在低波数时，动能功率谱的斜率也接近-5/3。然而，在高波数下，光谱斜率比理论预测的-3相对平坦。我们的研究结果还表明，从完整的二维速度图，而不是一维纬向平均速度剖面计算谱斜率的重要性，因为在大波数的频谱显着不同，虽然在低波数，一维纬向和完整的二维动能谱实际上是难以区分的。此外，图像和动能谱之间的差异表明，在解释功率谱结果时，仅从图像镶嵌及其对潜在动力学的意义上要谨慎。最后，我们还报告了赤道急流内动能的显著变化，这些变化似乎与5 μm热点有关。其他漩涡存在于大红斑的流动环内，这表明在将这些特征内的流动快照解释为代表时间平均状态时要谨慎。
2013-01-25 astro-ph.EP
Cloudy solutions for the clear skies of WASP-80b: 3D cloud feedback on the atmosphere and spectra of a warm Jupiter
Université de la Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange（蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台，法国国家科学研究中心，拉格朗日实验室）；Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（杨振宁研究所与物理与天文学院，上海交通大学）；Center for Space and Habitability, University of Bern（太空与宜居中心，伯尔尼大学）；Johns Hopkins Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Steward Observatory（斯图尔德天文台）；Department of Astronomy, University of Wisconsin–Madison（天文学系，威斯康星大学麦迪逊分校）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of California at Santa Cruz（天文学与天体物理学系，加州大学圣克鲁兹分校）；Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（物理与天文学系，约翰斯·霍普金斯大学）；California Institute of Technology（加利福尼亚理工学院）
研究WASP-80b大气中的云覆盖和化学组成，发现其光谱仅能由无云或大颗粒云解释，强调云粒子大小和垂直分布对解释系外行星光谱的重要性。
2026-03-26 astro-ph.EP
The aftermath of convective events near Jupiter's fastest prograde jet: implications for clouds, dynamics and vertical wind shear
$24^{\circ}$ N喷流与北热带和北热带接壤，是木星上最快的前进喷流，速度达到$170$ m/s以上。在这一区域，观测显示了几个周期性的对流羽流，可能来自水凝结释放的潜热，影响了急流的云和纬向风结构。我们用显式行星混合等熵坐标模型模拟了这一区域，使用其积极的微物理方案来研究射流区域内的水和氨云的现象。扰动大气，我们发现，对流层上层波的发展，直接影响云结构的射流。在我们的模型中，这种波以$\sim75$ m/s的速度传播，并导致氨云层中周期性的人字形特征。这些特征随波速传播，随后比云层上的纬向风慢得多。在2016年和2020年该地区的对流爆发后，都观察到了云结构和较慢的漂移速率。我们发现，高层环流是负责这些云的特征后，对流爆发。相对较慢的观测漂移率的这些功能，相对于风速的射流，提供了限制的垂直风切变上方的云顶，我们建议，风速确定从云跟踪应对应于不同的高度相比，$680$百帕压力水平。我们还诊断了由于水汽凝结引起的大气对流位，发现它与波有很强的耦合。
2021-06-14 astro-ph.EP
Reconciling Jupiter's Vertical Motions with the Observed Cloud Structure in the Upper Troposphere
针对木星对流层垂直运动的理论推断与云带观测结果的矛盾，研究提出用含涡动斯托克斯漂移的变换欧拉平均环流解释，结合位涡与混合长度分析及模型模拟，验证了亮带上升、暗带下降的结论，并可推测深层结构。
2025-09-02 astro-ph.EP
Transitions in the cloud composition of hot Jupiters
在很大的平衡温度范围内，云塑造了热木星大气的透射光谱，但它们的组成仍然未知。最近的观测表明，一些热彗星的开普勒光变曲线是不对称的：对于最热的行星，光变曲线在二次食之前达到峰值，而对于比$\sim1900\rm\,K$冷的行星，光变曲线在二次食之后达到峰值。我们使用三维全球环流模式的热结构，以确定预期的云分布和热彗星的开普勒光变曲线。我们表明，从一个光学光变曲线为主的热发射为主的散射（反射）自然解释了观察到的趋势从负到正的偏移。对于冷行星，开普勒光变曲线的不对称性是云组成的一个迹象，因为每种云只能在一个狭窄的有效温度范围内产生偏移。通过比较我们的模型和观测结果，我们表明，云组成的热彗星可能随平衡温度。我们认为硅酸盐和硫化锰云之间的过渡发生在$1600\rm\,K$附近的温度，类似于棕矮星的L/T转变。光球层下方的云物种的冷捕获自然会产生这样的转变，并预测其他冷凝物，包括TiO类似的转变。我们预测，大多数炎热的热带气旋应该有多云的夜面，部分云量应该是常见的边缘和白天的热点应该经常是无云的。
2016-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Overcast on Osiris: 3D radiative-hydrodynamical simulations of a cloudy hot Jupiter using the parameterised, phase-equilibrium cloud formation code EddySed
我们目前的结果从三维辐射流体动力学模拟HD 209458 b与完全耦合的云处理使用的EddySed代码，关键，包括云辐射反馈通过吸收和散射。我们表明，模拟大气的热结构和光学结构是显着不同的，对于我们的大多数模拟，包括云辐射效应时，这一重要的机制不能忽视。此外，我们进一步证明，云的结构是敏感的，不仅云的沉降效率（称为$f_{\textrm{sed}}$在EddySed），但也较深的大气温度-压力廓线。我们简要地讨论了这项工作的解决云结构之间的巨大差异，采用相平衡和参数化云模型，我们以前的工作将云微物理模型，虽然更公平的比较，例如，相同的列表中的成分冷凝物包括在两种治疗，是保留为未来的工作。我们的研究结果强调了进一步研究潜在的凝结物尺寸分布和垂直结构的重要性，因为它们都强烈影响云对大气的辐射影响。最后，我们提出了合成观测，从我们的模拟报告一个改进的匹配，在我们以前的无云模拟，所观察到的传输，HST WFC 3发射和4.5 $μ$ m斯皮策相曲线的HD 209458 b。此外，我们发现我们所有的多云模拟都有一个明显的相似性与观测一致。
2019-06-27 astro-ph.EP
Modeling the effects of inhomogeneous aerosols on the hot Jupiter Kepler-7b's atmospheric circulation
受系外行星大气中不均匀云的观测证据的启发，我们研究了所提出的简单云分布如何影响大气环流和红外辐射。我们使用三维大气环流模型模拟了热木星开普勒-7b的温度和风，该模型包括简化的气溶胶辐射转移模型。我们根据先前从开普勒-7b光学相位曲线推断的结果规定了固定的云分布和散射特性，包括沿西分界线的不均匀气溶胶和假设的情况下，气溶胶额外延伸到行星的大部分夜晚。在所有的情况下，一个强大的射流能够平流气溶胶从一个较冷的夜面到昼面被发现持续存在，但只有在赤道。在中纬度和极纬度较冷的温度可能允许气溶胶在不需要平流的情况下在向阳面形成。通过改变热量的沉积和再分布，西分界线上的气溶胶产生了不对称的加热，有效地将最热点移到了亚恒星点的更东边，而不是均匀分布的预期。在夜面增加不透明的高云可以通过保留有助于热点以西变暖的热量来部分缓解这种增强的转变。这些预期的红外相位曲线的差异可能会对建议的云分布及其较亮的热彗星的红外不透明度产生限制。
2017-09-21 astro-ph.EP
The Gas Composition and Deep Cloud Structure of Jupiter's Great Red Spot
我们利用莫纳克亚山上的望远镜获得了木星大红斑（GRS）在4.6和5.4微米之间的高分辨率光谱，以推导出气体丰度并将其云结构限制在0.5和5巴之间。我们使用氘代甲烷CH 3D在4.66微米处的谱线轮廓来推断在5+/-1巴下不透明云的存在。从热化学模型来看，这几乎可以肯定是一个水云。我们还使用GRS中的夫琅和费线的强度来获得反射太阳光与热发射的比率。基于在5.32微米处拟合强氨线，反射层的水平被限制在570+/-30毫巴。我们根据气态氨凝结的温度将这一层确定为氨云。我们发现的证据强烈吸收，但不是完全不透明的，云层在压力超过1.3巴，结合卡西尼/CIRS光谱的GRS在7.18微米与地面光谱在5微米。这与NH 4SH云的预测水平一致。我们还限制了水和氨的垂直分布。GRS光谱与5巴不透明水云上方的饱和水剖面相匹配。水云的压力限制了木星的O/H比至少是太阳的1.1倍。氨的摩尔分数在0.7巴和5巴之间的压力下为200+/-50ppm。在反射层的估计压力下，其丰度为40 ppm。我们获得了0.8+/-0.2 ppm的PH 3，比GRS周围的温暖项圈高2倍。我们在大红斑的GeH 4中检测到了所有5种天然存在的锗同位素。我们得到GeH 4的平均值为0.35+/-0.05 ppb。最后，我们在深层大气中测量到0.8+/-0.2 ppb的CO。
2018-08-04 astro-ph.EP
Uniformly hot nightside temperatures on short-period gas giants
在圆形轨道上的短周期气体巨星（热彗星）预计会被潮汐锁定在同步旋转中，永久的白昼面面对他们的主星，永久的黑夜面面对太空的黑暗。已经测量了几个热彗星的夜面的热通量，这意味着能量以某种方式从白天传输到夜晚。然而，目前还不清楚这些探测到的物理信息究竟揭示了热彗星的大气动力学。在这里，我们表明，一个样本的12个热彗星的夜面有效温度聚集在1100 K左右，作为恒星辐射的函数略有上升的趋势。无云大气环流模式不能预测这种聚集现象。这一结果可以解释，如果大多数热彗星的夜面云光学厚度向外长波辐射，因此辐射在云顶温度，并逐步分散的行星接收更大的入射通量。在更大波长范围内的相位曲线观测对于确定云覆盖的范围以及热木星夜面上的云组成至关重要。
2020-03-30 astro-ph.EP
UV Absorption by Silicate Cloud Precursors in Ultra-hot Jupiter WASP-178b
已经发现气溶胶在亚恒星大气中几乎无处不在。这些气溶胶在系外行星中开始形成的精确温度还没有被观测限制。理论模型和对柔和光谱特征的观测表明，硅酸盐云在至少950至2，100 K之间的系外行星中发挥着重要作用。然而，一些巨行星被认为足够热，可以完全避免冷凝。在这里，我们提出了一个超热木星，WASP-178 b（$\sim$ 2,450~K）的近紫外透射光谱，表现出显着的NUV吸收。这种短波吸收是在大气层高度方面观测到的系外行星中最大的光谱特征之一。贝叶斯检索表明，存在的气体难熔物质含有硅和镁，这是在较低温度下的凝结云的前体。特别是SiO以前从未在系外行星中被检测到，但WASP-178 b中SiO的存在与理论预期一致，因为它是高温下主要的含硅物质。这些观测结果使我们能够重新解释先前对HAT-P-41 b和WASP-121 b的观测结果，这些观测结果没有考虑SiO，表明硅酸盐云的形成始于平衡温度在1，950至2，450 K之间的系外行星。
2022-04-07 astro-ph.EP
The Impact of Mixing Treatments on Cloud Modelling in 3D Simulations of Hot Jupiters
我们提出的三维流体动力学模拟的HD 209458 b，包括耦合，辐射活跃的云模型（{ \sc EddySed}）的结果。我们调查的混合的作用，通过替换默认的对流处理在以前的作品中使用的物理上更相关的混合处理（$K_{zz}$）的基础上全球流通。我们发现，通过沉降因子$f_\mathrm{sed}$的沉降效率的不确定性在塑造云厚度及其对局部气体温度的辐射反馈中起着更大的作用-例如热点转移和昼夜侧温度梯度-比混合处理中的开关。我们表明，使用我们的新的混合处理，云尺度的模拟是一个分数的压力尺度高度提高协议与观察到的透射光谱，发射光谱，和斯皮策4.5 $\mathrm{μm}$相位曲线，虽然我们的模型仍然无法重现的光学和紫外透射光谱。我们还发现，云的包含增加了东，西翼之间的光学过境不对称性，虽然差异仍然很小（$\lesssim 1\%$）。
2021-07-12 astro-ph.EP
The range of Jupiter's flow structures fitting the Juno asymmetric gravity measurements
朱诺号航天器测量的不对称重力场使人们能够估计木星纬向喷流的深度，表明风在云层之下延伸约$3000$公里。这一估计是基于对所有测得的奇重力谐波$J_{3}$、$J_{5}$、$J_{7}$和$J_{9}$的组合进行的分析，但尚未研究风廓线对它们中每一个的依赖性。此外，这些计算假设云级风的纬向廓线延伸到深度。然而，朱诺号的微波测量结果表明，与云层相比，在深度处发现了一个更平滑的最低点亮度温度分布，内部射流分布可能与云层不同。在这里，我们详细分析可能的纬向和垂直结构的木星的深急流。我们发现，每个奇数重力谐波约束在不同的深度的流量，与$J_{3}$是最主要的深度低于$3000$公里，$J_{5}$是最具限制性的整体，和$J_{9}$不约束的流量在所有，如果其他奇数谐波的测量范围内。从扰动云级风构造的内部流动剖面允许更广泛的垂直风剖面范围，但当剖面与云级有很大差异时，匹配重力数据的能力显着降低。总的来说，我们发现，虽然内部风廓线不像云的水平是可能的，他们在统计上是不可能的。然而，稍微平滑的剖面，类似于朱诺号的微波辐射计在深度的温度剖面，仍然与重力测量兼容。
2020-06-18 astro-ph.EP
Clouds on the hot Jupiter HD189733b: constraints from the reflection spectrum
热木星HD 189733 b可能是已知的太阳系外行星中研究得最好的一颗，已公布的凌日和日食光谱覆盖了近紫外到中红外范围。最近对透射光谱的研究显示了其大气层中存在云的明确证据，这大大增加了必须探索的模型大气参数空间，以便完全覆盖这颗行星。在这项工作中，我们应用NEMESIS大气反演代码最近公布的HST/STIS反射光谱，并根据新的斯皮策/IRAC测量，以及我们自己的重新分析的HST/NICMOS数据的昼侧热发射光谱。我们首先使用STIS数据对HD 189733 b上的云的性质进行一些限制，并探索不同云性质和大气中Na丰度之间的溶液简并性;正如以前的工作中已经指出的那样，由于Na的吸收在确定反射光谱的形状方面起着重要作用。然后，我们进行了一个新的检索的温度廓线和丰度的H2O，CO2，CO和CH 4的昼侧热发射光谱。最后，我们调查的影响，包括云模型上的检索过程。我们发现，目前的数据质量并不能保证在模型中包含云所带来的额外复杂性;然而，未来的数据可能具有足够的分辨率和信噪比，需要一个更完整的模型，包括散射粒子。
2014-03-26 astro-ph.EP
The radiative and dynamical impact of clouds in the atmosphere of the hot Jupiter WASP-43 b
该研究利用耦合温度依赖云辐射反馈的三维 GCM 模拟热木星 WASP-43 b，揭示不同凝析物、粒径和金属度下云对风场、温度结构及光谱相位曲线的影响，并结合多望远镜观测约束其夜侧云性质。
2024-01-25 astro-ph.EP
A continuum from clear to cloudy hot-Jupiter exoplanets without primordial water depletion
已经发现了数千颗凌日系外行星，但迄今为止，对其大气层的光谱分析主要是少数系外行星和跨越相对较窄波长范围（如1.1至1.7 μm）的数据。最近的研究表明，一些热木星系外行星在其近红外光谱中的水吸收特征比预测的要弱得多。水信号的低幅度可以用非常低的水丰度来解释，这可能是一个迹象，表明水在行星形成位置的原行星盘中耗尽，但目前还不清楚这种耗尽水平是否真的会发生。或者，这些微弱的信号可能是云或薄雾遮蔽的结果，如在某些光谱中发现的那样。在这里，我们报告的结果，从10个热散射覆盖的波长范围0.3-5微米，这使我们能够解决光学散射和红外分子吸收光谱的比较研究。我们的研究结果揭示了一组不同的热彗星，表现出从清晰到多云的连续大气。我们发现，在光学和红外波长测量的行星半径之间的差异是一个有效的度量区分不同的大气类型。这种差异与水的光谱强度有关，因此在大气清晰的行星上可以看到强的水吸收线，而最弱的特征与云和薄雾有关。这一结果有力地表明，原始水在形成过程中耗尽是不可能的，云和霾是较弱的光谱特征的原因。
2015-12-14 astro-ph.EP
Another look at the dayside spectra of WASP-43b and HD 209458b: are there scattering clouds?
本文重新分析 WASP-43b 和 HD 209458b 的昼面光谱，首次在部分 Spitzer 数据集中发现 WASP-43b 存在散射云的统计证据，而 HD 209458b 仍无云迹象。
2023-07-18 astro-ph.EP
A new convective parameterization applied to Jupiter: implications for water abundance near the $24^\circ$ N region
木星的大气层有各种各样的云，这些云是由化学和大气动力学的相互作用形成的，从深红色的大红斑到高海拔的白色氨云（木星大气层中的明亮带）。在这些高层云层之下，会发生水凝结，并在大量潜热释放的驱动下偶尔导致高耸的对流风暴的形成。这些风暴导致云和大气动力结构在它们形成的纬度上的广泛破坏，使得对这些事件的研究对于理解深度动力学以及水在木星大气中的作用至关重要。在这项工作中，我们使用显式行星混合等熵坐标（EPIC）大气环流模式（GCM）研究木星大气，重点是湿对流风暴的形成从水凝结。我们提出了一个亚网格尺度的湿对流模块来模拟对流水云的形成。我们集中在$24^\circ$ N纬度，高速急流的位置，对流上升已观察到每4-5年。我们发现，潜在的对流，大气的垂直质量和能量通量与水的量密切相关，我们确定的上限的水的量在该地区周围的射流太阳[O/H]比的两倍。
2022-02-28 astro-ph.EP
Atmospheric waves and dynamics beneath Jupiter's clouds from radiowavelength observations
我们用卡尔G. 2015年2月的Jansky超大型阵列。这些频率大多对氨丰度的变化敏感，并在木星大气中的压力约为0.5-2.0巴之间进行探测;在可见云层内和下方，其底部接近0.7巴。由此产生的观测数据被投影到一个圆柱形的地球地图上，在赤道的空间分辨率约为1500公里。我们已经检查了大气波的数据，并观察到一个突出的明亮带的无线电热点功能附近10 N，可能连接到相同的赤道波与5微米热点。我们对整个地图进行了被动示踪功率谱波分析。功率谱分析表明，在我们的观测采样的大气（不包括NEB区域）是在一个2-D的湍流制度，其动力学主要是由浅水方程。GRS也非常突出，并且具有明显的纬向不对称性，我们将其与附近的风暴与光学图像进行了比较。我们发现，纬向无线电配置文件有一个全球性的南北半球的区别，并找到它的光学强度带和剪切带的纬向风廓线在选定的纬度地区的相关性。在我们的观测之前和之后拍摄的业余光学图像补充了无线电波长图，以研究木星大气中赤道区域的动态。我们发现，在2厘米的两个无线电热点是很好的相关性与光学羽在NEB，另外揭示他们是不相同的5微米热点功能与相邻羽之间的光学暗斑。这项分析利用了VLA升级的灵敏度，并探索了现在研究气体巨星时可能存在的机会，特别是上层云层下的大气动力学。
2017-01-19 astro-ph.EP
Colour and Tropospheric Cloud Structure of Jupiter from MUSE/VLT: Retrieving a Universal Chromophore
Sromovsky等人（2017，Icarus 291，232-244）最近的工作表明，木星大气中的所有红色都可以用一种单一的载色化合物来解释，即所谓的“通用发色团”。我们在2014年至2018年期间从VLT/MUSE仪器在可见光和近红外（480-930 nm）的地基光谱观测中测试了这一假设，直接从北赤道带检索发色团吸收光谱，并将其应用于模拟木星上颜色，对流层云和薄雾结构的空间变化。我们发现，我们可以使用相同的发色团化合物来模拟木星的带和大红斑，但是这种发色团必须表现出比Carlson等人提出的发色团更陡峭的蓝色吸收梯度。我们检索到这个生色团位于大红斑的深度不超过0.2+/-0.1巴，木星其他地方的深度不超过0.7+/-0.1巴。然而，我们也确定了一些光谱变化之间的510 nm和540 nm，不能占一个通用的发色团。此外，我们还在1.4+/-0.3巴处检索到了一个厚的全球云层，该云层在木星的高度上相对空间不变。我们发现，这一云层的最佳特征是真实折射率接近于带状物和大红斑中氨冰的折射率，而真实折射率为1.6或更大的特征很差。这可能是由于较高高度的氨云遮蔽了较深的未知成分的云层。
2019-12-02 astro-ph.EP physics.ao-ph
HST hot-Jupiter transmission spectral survey: detection of potassium in WASP-31b along with a cloud deck and Rayleigh scattering
我们提出了哈勃太空望远镜的光学和近红外透射光谱的过境热木星WASP-31 b。光谱覆盖0.3-1.7 $μ$ m，分辨率$R\sim$ 70，我们结合斯皮策测光覆盖全光学到IR。光谱主要由具有平坦透射光谱的云甲板主导，这在波长$>0.52μ$ m处是明显的。云甲板出现在高海拔和低气压，因为它覆盖了大部分预期的光学Na线和近红外H $_2$ O特征。虽然Na I吸收未被明确识别，但所得光谱确实显示在4.2- $σ$置信水平下检测到非常强的钾特征。未检测到加宽的碱性翼，表明压力低于$\sim$ 10 mbar。缺乏Na和强K是行星大气中亚太阳Na/K丰度比（ln[Na/K] $=-3.3\pm2.8$）的第一个迹象，这可能是由行星夜晚的Na凝结或原始丰度变化来解释的。在短波长处检测到强瑞利散射特征，具有4- $σ$显著斜率。两种不同的气溶胶大小的人口可以解释光谱，一个较小的亚微米大小的颗粒人口达到高海拔地区产生蓝色的瑞利散射签名的顶部上的一个较大的，较低的人口负责在较长的波长平坦的云层甲板。我们估计，大气环流是足够强大的混合微米大小的颗粒向上所需的1-10毫巴的压力，必要的解释云甲板。这些结果进一步证实了云在热对流层中的重要性，它可能主导整个光谱，并可能改变关键气体物种的丰度。
2014-10-28 astro-ph.EP
Cloud and ammonia vertical profiles in the equatorial atmosphere of Jupiter determined from visible to near-IR observations made by VLT/MUSE, Cassini/VIMS, IRTF/SpeX and Juno/JIRAM
University of Oxford（牛津大学）；Universidad del País Vasco UPV/EHU（巴斯克大学）；Istituto Nazionale di Astrofisica（意大利国家天体物理研究所）
该研究通过多设备观测数据构建木星赤道大气0.1至10巴范围的云/氨组合模型，云模型含三个部分，氨剖面与云剖面紧密相关，还分析了不同波长下云粒子特性及相关现象成因。
2026-07-29 astro-ph.EP
Dayside Clouds and an Elevated C/O Ratio in the Atmosphere of the Ultra-hot Jupiter WASP-19b
Universidad Diego Portales（迭戈帕拉莱斯大学）；Centro de Excelencia en Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA)（天体物理学及相关技术卓越中心）
研究通过JWST观测分析WASP-19b白天大气层，发现云层和较高的碳氧比，揭示了该类行星大气层的特征及可能的氧封存过程。
2026-03-17 astro-ph.EP
A possibly universal red chromophore for modeling color variations on Jupiter
卡尔森等人（2016，伊卡洛斯274，106-115）提出了一种新的实验室产生的化合物，该化合物由光解离的氨（NH3）分子与乙炔（C2 H2）反应制成，可能是木星大红斑（GRS）的着色剂。Baines等人（2016，Icarus，提交）表明，2000年卡西尼VIMS仪器的视觉通道测量的GRS光谱可以通过云模型准确拟合，其中发色团显示为GRS主云层上方的物理薄层小颗粒。在这里，我们表明，相同的发色团和相同的层位置也可以提供与木星上许多其他云特征的短波光谱的密切匹配，这表明这种材料可能是一种几乎通用的发色团，可以解释木星上不同程度的红色。这是一个可靠的结论，即使VIMS校准中有12%的变化，并且由于云粒子中NH 4SH和NH3的不确定性，主云层的折射率存在很大的不确定性。发色团层可以解释南北赤道带、赤道带和大红斑之间的颜色变化，其粒径从0.12微米到0.29微米不等，1微米光学深度从0.06到0.76不等。发色团层的总质量变化很小，在18 ~ 30微克/平方厘米之间，除了赤道区，只有10-13微克/平方厘米。我们还发现，在两个带区域中氨体积混合比的降低，其平均值为0.4-0.5 X 10^{-4}，直接低于氨冷凝水平，而其他区域的平均值为该值的两倍。
2017-06-08 astro-ph.EP
Accretion of Jupiter's atmosphere from a supernova-contaminated molecular cloud
如果木星和太阳都是直接从同一个混合良好的原太阳星云形成的，那么它们的大气成分应该是相似的。然而，对木星对流层的直接采样表明，它富含C、N、S、Ar、Kr和H2O等元素，相对于太阳而言是2-6倍。大多数现有的模型来解释这种富集需要一个极冷的原太阳星云，使这些重元素凝聚，并不容易解释这些物种之间观察到的变化。我们发现，木星的大气成分可以解释，如果太阳系的磁盘不均匀地吸积少量的丰富的物质，如超新星喷出物从星际介质在木星的形成。我们的结果与地球物质中的同位素异常相似，但要大得多，这些异常表明太阳系是由多个不同的物质库同时与一个或多个附近的超新星形成的。这种时间和空间的不均匀性在太阳系形成时可能很常见，而不是云具有纯粹混合良好的“太阳星云”成分。
2011-12-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Quartz Clouds in the Dayside Atmosphere of the Quintessential Hot Jupiter HD 189733 b
本研究结合JWST/MIRI的两次次食观测数据，探测到典型热木星HD 189733 b昼侧大气中的石英云吸收特征，证实了水和硫化氢的存在，为研究热木星大气组成与云特性提供了关键观测证据。
2024-09-17 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
Jupiter Atmospheric Models and Outer Boundary Conditions for Giant Planet Evolutionary Calculations
本文提出更新的大气表及外边界条件，用于计算木星和类木系外行星的冷却演化，经校准后与木星观测匹配，亮度温度差异在2%以内，可定制云、照射和金属丰度参数。
2023-09-02 astro-ph.EP
The Tropical Atmosphere of Jupiter - Shallow Weather, Deep Plumes, and Vortices
该研究首次结合朱诺号MWR、VLA和HST观测，以氨为示踪剂探测木星天气的深度，发现多数天气局限于云层形成区，同时存在少数深达30巴的特征，揭示了深浅过程对木星大气的塑造作用。
2025-04-14 astro-ph.EP
The atmospheric circulation of a nine-hot Jupiter sample: Probing circulation and chemistry over a wide phase space
我们目前的结果，从大气环流研究的九个热彗星，包括一个大的透射光谱调查使用哈勃和斯皮策太空望远镜。这些观测结果在光学和红外波长上表现出一系列光谱行为，表明其大气中有不同的云和霾特性。通过利用每个行星的特定系统参数，我们自然地探测行星半径，重力，轨道周期和平衡温度的宽相空间。首先，我们表明，我们的模型“网格”恢复的趋势显示在传统的参数研究的热彗星，特别是赤道超旋转和昼夜温度增加的对比度增加平衡温度。我们展示了空间温度的变化，特别是在昼侧和夜侧之间，西部和东部的终端，可以改变数百K，这可能意味着在这些地区的Na，K，CO和CH 4丰度的变化很大。这些化学变化可以大到足以用高分辨率摄谱仪观察到，例如VLT上的ESTERO，E-ELT上的METIS，或JWST上的MIRI和NIRSpec。我们还将我们的模型产生的理论发射光谱与每个行星的斯皮策日食深度进行了比较，发现我们的太阳金属丰度，无云模型的输出通常与许多数据集很好地匹配，即使没有额外的模型调整。尽管这些模型没有云，但我们可以利用它们的结果来了解推动大气中云形成的化学和动力学。
2016-02-22 astro-ph.EP
The optical transmission spectrum of the hot Jupiter HAT-P-32b: clouds explain the absence of broad spectral features?
我们报告双子座北GMOS观测膨胀的热木星HAT-P-32 b在两个主要的过境。我们同时观测了两颗比较星，并利用差示分光光度法产生了多波长光变曲线。提取每次跃迁的“白光”光变曲线和29条“光谱”光变曲线，并进行分析，以细化系统参数，并在~ 14 nm波段中产生520- 930 nm的透射光谱。光变曲线包含时变白噪声和时间相关噪声，我们使用高斯过程模型来拟合这种复杂的噪声模型。从白光曲线拟合中得到的共模修正被应用到光谱光变曲线中，这显著提高了我们的精度，达到了约2 × 10 ^-4的过境深度的典型不确定度，相当于大约一半的压力标度高度。低分辨率透射光谱与无特征模型一致，我们可以自信地排除大于一个尺度高度的广泛特征。没有Na/K翼或显著的TiO/VO特征最容易解释为高层大气云层的灰色吸收，掩盖了光谱特征。然而，我们不能完全排除在低丰度（~10^-3太阳能）的TiO、VO甚至是Na和K机翼上的金属覆盖物的清晰大气模型。较小的尺度高度或电离也可能有助于静音光谱特征，但单独无法解释这里报告的特征的缺失。
2013-09-26 astro-ph.EP
The Albedo Problem and Cloud Cover on Hot Jupiters
通过分析热木星的云层覆盖，利用相积分和几何albedo测量，揭示云层对光学二次掩星深度的影响，并为ariel任务提供云层覆盖研究的统计方法。
2025-12-08 astro-ph.EP physics.ao-ph
Dynamically coupled kinetic chemistry in brown dwarf atmospheres -- II. Cloud and chemistry connections in directly imaged sub-Jupiter exoplanets
本研究利用三维Exo-FMS通用环流模型耦合动力学化学、云形成和光谱辐射传输方案，模拟直接成像亚木星系外行星，揭示了云和化学对大气温度结构的复杂反馈，并生成时间相关光谱以研究大气变化性。
2024-02-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence of Titanate Clouds in the Day-side Atmosphere of the Ultra-Hot Jupiter WASP-121b
WASP-121b的白昼大气中首次发现钛酸盐云，揭示了超热木星大气的化学特征及高C/O比值。
2025-11-05 astro-ph.EP
