Evidence for Nightside Water Emission Found in Transit of Ultrahot Jupiter WASP-33b
本研究通过高分辨率透射光谱和交叉相关技术，在超热木星WASP-33b凌星期间发现H2O发射信号，表明其夜侧存在温度反转，揭示了比预期更强的热传输。
2024-07-18 astro-ph.EP
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
3D mixing in hot Jupiter atmospheres. I. application to the day/night cold trap in HD 209458b
热蒸发器的大气温度范围从几百到几千开尔文。由于它们的昼夜温差很大，可冷凝的物质，如TiO和硅酸盐，在白天的气相中是稳定的，可能会冷凝并在重力作用下沉降在夜晚。大气环流可以抵消这种重力沉降的趋势。这种化学物质的三维（3D）混合以前没有被研究过，但对于评估这些行星大气中TiO和硅酸盐的存在和分布至关重要。我们执行3D全球环流模型的HD209458 b，包括被动示踪剂，平流与3D流，包括一个源/汇的夜面代表凝结和重力沉降的雾霾颗粒。我们表明，全球平流模式产生强烈的垂直混合，可以保持可冷凝的物种阁楼，只要他们被困在几微米或更小的颗粒大小的夜晚一侧。我们发现，垂直混合的结果，而不是从小尺度对流，但从大尺度环流驱动的昼夜加热对比。虽然这种垂直混合在任何严格意义上是不扩散的，我们的结果与理想化的扩散模型的比较允许一个粗略的估计垂直扩散系数。Kzz= 5x 10 **4/Sqrt（Pbar）m2/s可用于HD 209458 b的1D模型。此外，我们的模型表现出强烈的空间和时间的变化，示踪剂浓度，可能会导致在过境或二次日食测量可观察到的变化。最后，我们将我们的模型应用于HD209458 b中TiO的情况，并表明如果TiO在行星的夜晚凝结成大于几微米的颗粒，则昼夜冷阱将耗尽TiO，使其无法创建观测到的行星平流层。
2013-09-23 astro-ph.EP
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
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
High-resolution Emission Spectroscopy of the Ultrahot Jupiter KELT-9b: Little Variation in Day- and Nightside Emission Line Contrasts
本研究利用CARMENES光谱仪观测超热木星KELT-9b的部分相位曲线，首次发现其大气中Si I的发射证据，证实Mg I、Ca II等发射信号，且昼夜侧发射线对比度变化极小，证明地基高分辨率发射光谱对系外行星大气研究的价值。
2023-04-06 astro-ph.EP
Spatiotemporal Variations of Temperature in Jupiter's Upper Atmosphere
本研究通过高分辨率H$_3^+$温度图揭示木星高层大气温度从极光区向赤道平滑下降，且存在与磁场异常相关的低温区域，支持极光能量再分配加热机制。
2025-03-24 astro-ph.EP
Atmospheric Heat Redistribution on Hot Jupiters
凌日热行星的红外光变曲线呈现出一种趋势，即最热行星的大气层在重新分配其向阳面吸收的恒星能量方面效率较低，因此与较冷的行星相比，昼夜温度差异较大。没有预测大气模型已经公布，确定哪些动力学机制决定潮汐锁定系外行星的大气热再分配效率。在这里，我们提出了一个两层浅水模型的大气动力学同步旋转的行星，解释了观察到的趋势。我们的模型表明，弱摩擦和弱辐射的行星表现出最小昼夜温差的带状带状流，而强辐射和/或强摩擦的模型表现出一个昼夜流动模式与秩序单位分数昼夜温差。为了解释该模型，我们开发了一个标度理论，表明重力波在行星尺度上水平传播的时间尺度，t_wave，在控制从小到大的温度对比度的过渡中起着主导作用。这意味着热量再分布是由一个波浪状的过程，类似于地球热带地区的弱温度梯度。当大气阻力可以忽略时，当t_wave ~ sqrt（t_rad/Omega）时，昼夜温差由小变大，其中t_rad为辐射弛豫时间，Omega为行星自转频率。或者，该过渡准则可以表示为t_rad ~ t_vert，其中t_vert是流体块在昼夜厚度差上垂直移动的时间尺度。这些结果支持了通常使用的时间尺度比较来估计t_rad和全球水平平流时间尺度t_adv之间的热量再分配效率。
2013-09-26 astro-ph.EP
Modeling the day-night temperature variations of ultra-hot Jupiters: confronting non-grey general circulation models and observations
本研究更新了超热木星的大气环流模型，引入非灰度辐射传输方案模拟其热结构和相位曲线，发现昼夜亮度温度差异随平衡温度变化趋势与以往不同，且无云模型难以完全匹配观测，表明需引入额外物理过程。
2024-01-08 astro-ph.EP
JWST Transit Spectra I: Exploring Potential Biases and Opportunities in Retrievals of Tidally-locked Hot Jupiters with Clouds and Hazes
我们可以获得最高信噪比过境光谱的许多系外行星都是潮汐锁定的。潮汐锁定行星上的大气层可能在行星的白天和黑夜之间表现出巨大的差异，两极，以及早晨和晚上的终结者。在本文中，我们说明了如何气溶胶和昼夜温度梯度的综合影响形状过境光谱的潮汐锁定系外行星时，考虑到完整的三维结构和评估的影响，检索的大气属性。为此，我们已经开发了一个新的代码，METIS，它可以计算过境光谱的任意跨纬度高度网格的温度和压力。使用METIS，我们将云和薄雾的灵活处理与简单的参数化昼夜温度梯度配对，以计算过境光谱，并在广泛的系外行星大气特性中进行检索实验。我们的主要发现是：（1）气溶胶的存在通常会增加昼夜温度梯度对过境光谱的影响;（2）当试图执行贝叶斯参数估计时忽略昼夜温度梯度，当气溶胶存在时仍然会返回有偏差的结果，如文献中对于晴朗大气所示的那样;（3）在考虑昼夜温度梯度的情况下，一些凌日谱可以提供足够的信息来约束温度和昼夜转换的宽度。云和霾的存在实际上可以加强这种约束，但也削弱了对金属丰度的约束。本文代表了朝着开发足够复杂的模型和理论以匹配即将可用的优质数据的更大目标迈出的一步。
2020-06-12 astro-ph.EP
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
Retrieving Exoplanet Atmospheres using Planetary Infrared Excess: Prospects for the Nightside of WASP-43 b and other Hot Jupiters
为了增加未来大气表征工作的样本量，我们建立在行星红外过量（PIE）技术，已被提出作为一种手段来检测和表征的热光谱过境和非过境系外行星使用足够宽的波长覆盖范围，以独特的约束恒星和行星的光谱成分从空间未解决的意见。我们进行了同步检索的原型行星WASP-43 b在其原始配置和非过境配置的恒星和行星光谱，以确定PIE技术的有效性，用于表征行星的夜面大气热结构和组成，使用典型的出过境JWST观测。我们发现，使用PIE与JWST应该使恒星和行星的光谱被解开，没有看到两个通量源之间的简并，从而允许强大的约束行星的夜面热结构和水的丰度被检索。通过结合来自NIRISS、NIRSpec和MIRI的光谱实现的宽波长覆盖使得PIE检索的精度在使用传统的二次日食测量所获得的精度的10%以内，尽管单独使用MIRI的中红外观测可能面临高达3.5倍的行星辐射温度精度。对于半径先验不受约束的非凌日行星，我们能够使用解决恒星和行星光谱峰值的数据来识别和打破行星半径和辐照温度之间的简并性，从而可能增加适合JWST和其他未来任务概念的大气特征的行星数量。
2021-10-05 astro-ph.EP
Phase Offsets and the Energy Budgets of Hot Jupiters
短周期行星在圆形轨道上的热相位曲线提供了对反射的入射能量的分数（Bond反射率）和由夜半球辐射的吸收能量的分数（热再循环效率）的联合约束。许多关于热半球的实证研究都隐含着这样一个假设：昼侧是最热的半球，夜侧是最冷的半球。对于一个给定的日食深度和相位振幅，一个行星的峰值亮度和日食之间的轨道滞后--一个相位偏移--意味着行星的夜面发出更大的通量。为了量化相位偏移如何影响短周期行星的能量预算，我们用多波段食深和相位曲线汇编了九颗行星的所有红外观测结果。考虑相位偏移会使行星向较低的邦德轨道移动，并增加昼夜热传输，通常是通过$\lesssim 1σ$。对于WASP-12 b，已经以两种不同的方式分析了公布的相位变化，并且推断的能量预算敏感地取决于采用哪种分析。我们的基准方案支持债券$0.27^{+0.12}_{-0.13}$的，显着高于公布的光学几何的，$0.03^{+0.07}_{-0.02}$的再循环效率，更大的昼夜温度对比度与更大的恒星辐射的趋势。相反，如果我们采用替代分析，则WASP-12 b具有与零一致的邦德散射度和高得多的再循环效率。为了确定WASP-12 b的能量收支，需要进行新的观测分析。
2017-11-20 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
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
The ESO SupJup Survey V: Exploring Atmospheric Variability and Orbit of the Super-Jupiter AB Pictoris b with CRIRES+
本研究基于VLT/CRIRES+四夜高分辨率观测和大气反演，分析超级木星AB Pictoris b的分子丰度、碳同位素比、温度与云层变化，并约束其C/O、¹²C/¹³C及自转几何。
2025-01-09 astro-ph.EP
Search for Dark Matter Ionization on the Night Side of Jupiter with Cassini
提出利用行星大气中暗物质湮灭产生的电离辐射及 H₃⁺ 过量发射搜寻暗物质，并基于 Cassini 木星夜侧数据将暗物质—核子散射截面约束至约 10⁻³⁸ cm²。
2023-12-11 astro-ph.EP astro-ph.HE hep-ph
Limited hysteresis in the atmospheric dynamics of hot Jupiters
本文通过MITgcm模拟改变初始风场和温度廓线，发现热木星大气环流对初始条件不敏感，表明其环流范式仅存在有限滞后，并利用标度理论给出单一特征风速。
2025-02-26 astro-ph.EP physics.ao-ph
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
3.6 and 4.5 $μ$m ${\it Spitzer}$ Phase Curves of the Highly-Irradiated Hot Jupiters WASP-19b and HAT-P-7b
我们分析了使用斯皮策太空望远镜在3.6和4.5 $μ$ m处获得的过境热彗星WASP-19 b和HAT-P-7 b的全轨道相位曲线观测。对于WASP-19 b，我们测量了$0.485\%\pm 0.024\%$和$0.584\%\pm 0.029\%$在3.6和4.5 $μ$ m处的二次食深度，这与有效温度为$2372 \pm 60$ K的单个黑体一致。HAT-P-7 b的3.6和4.5 $μ$ m的二次食深度分别为$0.156\%\pm 0.009\%$和$0.190\%\pm 0.006\%$，它们可以用有效温度为$2667\pm 57$ K的单个黑体很好地描述。比较相曲线的一维和三维大气模型的预测，我们发现，WASP-19 b的昼侧排放是一致的模型大气没有昼侧逆温和适度有效的昼夜环流。我们还检测到一个向东移动的热点，这表明存在一个超旋转的赤道喷流。相比之下，HAT-P-7 b的昼侧发射表明昼侧热逆温和相对低效的昼夜环流;没有检测到热点转移。对于这两颗行星，这些相同的模型与测量的夜面发射不一致。WASP-19 b的模型数据比较中的差异可能是由高海拔硅酸盐云的夜面和/或高大气金属丰度解释的，而HAT-P-7 b的非常低的3.6 $μ$ m的夜面行星亮度可能表明全球C/O比增强。我们分别计算了WASP-19 b和HAT-P-7 b的0（$<0.08$在$1σ$）和$0.38\pm …
2016-05-27 astro-ph.EP
Spitzer phase curve observations and circulation models of the inflated ultra-hot Jupiter WASP-76b
许多热彗星的大半径只能通过具有热内部彗星的模型来匹配，最近的理论工作表明，热彗星的内部演化对其大气结构有重大影响。由于其膨胀的半径，低重力和超热的平衡温度，WASP-76 b是研究内部演化对可观测性质影响的理想案例。热的内部应该最强烈地影响行星的非辐照面，因此全相位曲线观测对于确定内部对热彗星大气层的影响至关重要。在这项工作中，我们提出了第一个斯皮策相位曲线观测的WASP-76 b。我们发现，WASP-76 b有一个超热的白天和相对寒冷的夜晚，亮度温度分别为$2471 \pm 27~\mathrm{K}$ / $1518 \pm 61~\mathrm{K}$在$3.6~\micron$和$2699 \pm 32~\mathrm{K}$ / $1259 \pm 44~\mathrm{K}$在$4.5~\micron$。这些结果为昼侧逆温提供了证据。两个信道都表现出在$3.6~\micron$处的$0.68 \pm 0.48^{\circ}$和在$4.5~μ\mathrm{m}$处的$0.67 \pm 0.2^{\circ}$的小相位偏移。我们比较我们的意见，一套考虑两个端员的内部温度以及广泛的摩擦阻力强度的大气环流模型。强摩擦阻力是必要的，以配合小相位偏移和冷夜面温度观察。从我们的无云GCM套件，我们发现，只有一个寒冷的内部的情况下，可以重现寒冷的夜面和大的相位曲线振幅在$4.5~\…
2021-08-18 astro-ph.EP
The changing phases of extrasolar planet CoRoT-1b
热彗星是一类太阳系外行星，它们以很短的距离围绕其母恒星运行。由于它们的距离很近，预计它们将被潮汐锁定，这可能导致它们的白天和黑夜之间的温差很大。对食系统的红外线观测已经得到了一些凌日行星的昼面温度。此外，还利用红外观测绘制了凌日系外行星HD 189733 b的昼夜对比度。预计热彗星的昼面和夜面之间的对比度在可见光波长下要高得多，因为我们移动到峰值发射的短距离，并且可以通过反射的恒星光进一步增强。在这里，我们报告的光学光度数据的过境热木星CoRoT-1b，其中包括36个行星轨道的分析。这颗行星的夜侧半球是完全黑色的，昼侧通量主导了光学相位曲线。这意味着在可见光波长下，行星的相位变化就像我们在太阳系中看到的内行星一样。这些数据只考虑了一小部分反射光，对应于几何反射率<0.20。
2009-04-08 astro-ph.EP
$TESS$ Phase Curve of the Hot Jupiter WASP-19b
我们分析了短周期凌日热木星系统WASP-19的相位曲线，这是由凌日系外行星调查卫星（$TESS$）在第9部门观察到的。WASP-19是仅有的五个在光学和红外波长下进行全轨道相位曲线测量的系外行星系统之一。我们测量二次日食深度为$470^{+130}_{-110}$ ppm，并检测到一个强的大气亮度调制信号，半振幅为$319\pm51$ ppm。在亚恒星点和昼面最大亮度区域之间没有发现明显的偏移。也没有检测到显著的夜侧通量，这与从该行星已发表的$Spitzer$相位曲线得出的$1090^{+190}_{-250}$的夜侧有效黑体温度一致。将日食深度测量的$TESS$带通旁边的大机构以前的值从文献中，我们进行了第一次大气反演WASP-19 b的二次日食光谱使用SCARLET代码。反演分析表明，WASP-19 b的昼侧大气与$T=2240\pm40$ K的等温线和$0.16\pm0.04$的可见几何分布相一致，表明反射星光在$TESS$带通和适度有效的昼夜热传输中的重要贡献。
2020-02-04 astro-ph.EP
Evidence for TiO in the atmosphere of the hot Jupiter HAT-P-65 b
我们提出的低分辨率透射光谱的蓬松热木星HAT-P-65 b（0.53 M $_\mathrm{Jup}$，1.89 R $_\mathrm{Jup}$，$T_\mathrm{eq}=1930$ K），基于两个凌日使用OSIRIS摄谱仪上观察到的10.4米大望远镜CANARIAS（GTC）。两个夜晚的透射光谱是一致的，覆盖517- 938 nm的波长范围，主要由5 nm的光谱箱组成。我们进行平衡化学光谱反演分析的联合拟合的透射光谱，并获得了平衡温度为$1645^{+255}_{-244}$ K和$36^{+23}_{-17}$ %的云覆盖率，揭示了一个相对清晰的行星大气。基于自由化学检索，我们报告有力的证据TiO。在每一个晚上额外的个人分析显示弱到中度的证据TiO在两个晚上，但中度的证据Na或VO只有在一个晚上。未来的高分辨率多普勒光谱以及发射观测将有助于确认TiO的存在，并限制其在塑造HAT-P-65 b大气垂直热结构中的作用。
2021-04-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Revisiting the Energy Budget of WASP-43b: Enhanced day-night heat transport
WASP-43 b巨大的昼夜温度差异至今仍无法解释。我们通过考虑反射光对昼侧测量的影响以及隐含的夜侧温度的物理性来重新审视这个星球的能量预算。之前对WASP-43 b的红外日食的分析假设来自行星的反射光可以忽略不计，可以忽略不计。我们开发了一个现象学的日食模型，包括反射光，热发射，和水的吸收，并使用它来适应公布的哈勃和斯皮策日食数据。我们推断近红外几何常数为27 $\pm1\%$，较冷的昼侧温度为$1527 \pm 10~$ K。此外，我们进行光变曲线反演的三个公布的轨道相位曲线的WASP-43 b，发现每个需要非物理的，负通量的夜面。通过要求在所有边缘处的非负亮度，我们校正了地图的非物理部分，并获得了更热的夜面有效温度$1076 \pm 11~$ K。较冷的昼面和较热的夜面表明WASP-43 b的热再循环效率为$47\%$，基本上与HD 209458 b相同，HD 209458 b是另一个温度几乎相同的热木星。因此，我们的分析重申了这样一种趋势，即辐射温度较低的行星具有更有效的昼夜热传输。此外，我们注意到：1）反射光对于许多热闪烁体的近红外日食测量可能是重要的，2）相位曲线应该与物理上可能的纵向亮度曲线相拟合-仅仅要求盘集成光变曲线是非负的是不够的。
2017-10-18 astro-ph.EP
Retrieving day- and nightside atmospheric properties of the ultra-hot Jupiter TOI-2109b. Detection of Fe and CO emission lines and evidence for inefficient heat transport
本研究利用 CARMENES 与 CRIRES$^+$ 高分辨率发射光谱及贝叶斯反演，分析 TOI-2109b 昼夜大气，探测到昼侧 Fe I、CO 与热逆温，并揭示其热输运效率有限。
2025-04-22 astro-ph.EP
Increased Heat Transport in Ultra-Hot Jupiter Atmospheres Through H$_2$ Dissociation/Recombination
一种新的系外行星开始出现：行星的昼侧大气层更接近恒星大气层，因为它们的大部分分子成分解离。这些物质解离的影响各不相同，必须仔细考虑。在这里，我们采取的第一步，了解的后果的离解和重组的分子氢（H $_2$）对大气热再循环。使用一个简单的能量平衡模型与东风，我们表明，H $_2$解离/重组可以显着增加日$-$夜间热传输超热彗星（UHJ）：气体巨系外行星，其中显着的H $_2$解离发生。来自UHJ高辐射昼面的氢原子将把一些储存在昼面的能量转移到行星的夜面，在那里氢原子重新结合成H $_2$ ;这种机制与潜热有相似之处。给定固定风速，这将起到增加热再循环效率的作用;或者，在考虑H $_2$解离/复合之后，测量的热再循环效率将需要更慢的风速。
2018-04-09 astro-ph.EP
Understanding the atmospheric properties and chemical composition of the ultra-hot Jupiter HAT-P-7b: III. Changing ionisation and the emergence of an ionosphere
超高温类地行星是迄今为止发现的最热的近距离系外行星，并为探索一个物体上的热和冷化学提供了独特的可能性。潮汐锁定的超热木星HAT-P-7 b的昼夜温差约为2500 K，将云的形成限制在夜侧，并将有效的电离限制在日侧。两者都有不同的观测特征。我们分析等离子体和磁过程中的超热木星HAT-P-7 b的大气中，调查热电离层的形成和磁耦合的大气气体作为扩展外逸层的基础的可能性。我们显示哪些离子和原子可以被用作光谱示踪剂，如果和闪电的条件可能发生在云的HAT-P-7 B，评估特征等离子体和磁耦合参数，和LTE辐射转移解决电离的气相。整个HAT-P-7 b大气层的电离在白天和黑夜之间变化很大。昼侧有高水平的热电离和远距离电磁相互作用主导的动力学电子中性相互作用，这表明白天和黑夜的磁耦合的差异。K+、Na+、Li+、Ca+和Al+比它们在向阳面的原子对应物更丰富。对于HAT-P-7 b的所有大气层区域，磁耦合电子的最小磁通量密度为B<0.5G。HAT-P-7 b的向阳面有一个延伸到大气层深处的不对称电离层，而其阴面则没有热驱动电离层。相应的不对称性在终止子处印在离子/中性组合物中。在HAT-P-7 b上，当当地温度> 5000 K时，Ca+ H&K线可直接追踪电离层。整个大气层可能耦合到一个全球性的大规模磁场，闪电可能发生在夜面。
2021-01-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Global Climate and Atmospheric Composition of the Ultra-Hot Jupiter WASP-103b from HST and Spitzer Phase Curve Observations
我们目前的热相位曲线测量热木星WASP-103 b观测哈勃/WFC 3和斯皮策/IRAC。相位曲线有很大的振幅和可忽略的热点偏移，表明穷人的热量再分配到夜侧。我们适合的相位变化与一系列的气候图，并发现球谐函数模型一般提供了最佳的配合。相位分辨光谱与WFC 3带通中的黑体一致，亮度温度范围从夜侧的$1880\pm40$ K到昼侧的$2930 \pm 40$ K。昼侧光谱在斯皮策波段有一个明显更高的亮度温度，可能是由于CO排放和逆温。逆温在夜面不存在。我们检索了大气成分，发现成分是中等金属富集（$\mathrm{[M/H]} = 23^{+29}_{-13}\times$太阳）和碳氧比低于0.9在$3\,σ$的信心。与较冷的热离子交换器相反，我们没有检测到来自水的光谱特征，这归因于部分H $_2$ O解离。我们比较的相位曲线的三维大气环流模型，并发现磁阻力的影响，需要匹配的数据。我们还将WASP-103 b光谱与褐矮星和年轻的直接成像同伴进行了比较，发现这些物体具有明显更大的水特征，表明表面重力和辐照环境在塑造热彗星光谱方面起着重要作用。这些结果突出了系外行星大气的3D结构，并说明了相位曲线观测对于理解其复杂的化学和物理的重要性。
2018-06-06 astro-ph.EP
Signature of the atmospheric asymmetries of hot and ultra-hot Jupiters in lightcurves
本研究基于Pytmosph3R框架开发出从三维GCM模拟计算合成光变曲线的工具，揭示热木星尤其是超热木星大气不对称性对凌星光变的影响，为系外行星大气表征提供新方法。
2024-02-19 astro-ph.EP
Smaller than expected bright-spot offsets in Spitzer phase curves of the hot Jupiter Qatar-1b
我们提出了热木星卡塔尔-1b的\textit{Spitzer}全轨道热相位曲线，这是一颗具有相同平衡温度的行星-以及中间表面重力和轨道周期-作为研究良好的行星HD 209458 b和WASP-43 b。我们测量二次日食的$0.21 \pm 0.02 \%$在$3.6~μ$ m和$0.30 \pm 0.02 \%$在$4.5~μ$ m，对应的昼侧亮度温度$1542^{+32}_{-31}$ ~K和$1557^{+35}_{-36}$ ~K，分别与垂直等温昼侧。它们的夜面亮温分别为$1117^{+76}_{-71}$ ~K和$1167^{+69}_{-74}$ ~K，这与热彗星的夜面温度相近的趋势一致。我们推断债券债券的$0.12_{-0.16}^{+0.14}$和温和的昼夜热再循环效率，类似于HD 209458 b。HD 209458 b和WASP-43 b的大气环流模型预测，它们的亮斑应该向东移动数十度，这些预测先前已被\textit{Spitzer}全轨道相位曲线观测所证实。Qatar-1b的相位曲线预计也会向东偏移。相反，观察到的相位曲线与无偏移一致：$3.6~μ$ m处的$11^{\circ}\pm 7^{\circ}$和$4.5~μ$ m处的$-4^{\circ}\pm 7^{\circ}$。这三颗行星在其他方面相似的环流模式之间的差异指出了次要参数的重要性，如旋转速率和表…
2020-03-31 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
The Effect of 3D Transport-Induced Disequilibrium Carbon Chemistry on the Atmospheric Structure and Phase Curves and Emission Spectra of Hot Jupiter HD 189733b
在炎热的木星系外行星上，强烈的水平和垂直风应该使重要吸收剂CH $_4$和CO的丰度均匀化，比化学反应恢复化学平衡快得多。这种效应通常在大气环流模式（GCM）中被忽略，但却被认为是观测到的红外光变曲线与GCM预测的光变曲线之间存在差异的原因：在几个热彗星的阴面，GCM预测的出射通量太大，特别是在斯皮策4.5 $μ$ m波段。我们通过假设CH $_4$ /CO比率在整个模拟域中是恒定的，修改了CHR/MITgcm以包括CH $_4$、CO和H $_2$ O的不平衡丰度。我们用8个CH $_4$ /CO比率对热木星HD 189733 b进行了模拟。在更可能的CO主导的制度，我们发现温度变化$\geq$ 50-100 K相比，在大区域的平衡化学的情况下。这种影响是大到足以影响预测的发射光谱，因此，应包括在GCM的热蒸发器与平衡温度在600 K和1300 K之间。我们发现，在具有较强的甲烷吸收，包括斯皮策3.6和8 $μ$ m带的区域的光谱，强烈的不平衡丰度的影响。我们预计化学猝灭会导致3.6 $μ$ m波段的夜面通量大得多，与观测结果形成鲜明对比。同时，我们发现几乎没有影响预测的观测结果在4.5 $μ$ m波段，作为不透明度的变化，由于CO和H $_2$ O相互抵消。因此，我们的结论是，不平衡碳化学不能解释所观察到的低负侧通量在4.5 $μ$ m波段。
2019-05-21 astro-ph.EP
Sparkling nights and very hot days on WASP-18b: the formation of clouds and the emergence of an ionosphere
WASP-18 b是一颗超热的木星，昼夜温差高达2500 K。这些巨行星开始成为行星实验室，在经过充分测试的参数范围内了解云的形成和气体化学，以便更好地了解行星质量损失，并将观测到的元素比率与行星形成和演化联系起来。我们的目标是了解云的形成，它们通过耗尽和富集与气相化学的相互作用，大气气体的电离以及超热电离层可能出现的电离层。我们利用WASP-18 b的三维大气模拟的一维剖面作为动力学云形成和气相化学平衡计算的输入。我们解决我们的动力学云形成模型，这些一维配置文件，采样大气的WASP-18 b在16个不同的位置沿赤道和中纬度地区，并得出一致的气相组成。WASP-18 b的向阳面由于大气温度非常高而完全无云。相反，夜面被覆盖在几何上扩展和化学上不均匀的云与分散的颗粒大小分布。大气C/O增加到$>0.7$，大气气体与云粒子的富集为$ρ_{\rm d}/ρ_{\rm gas}>10^{-3}$。在边缘形成的云似乎位于大气层内更远的地方，它们是最小的延伸。并不是所有的昼夜分界线区域都形成云。气相主要为H $_2$、CO、SiO、H $_2$ O、H $_2$ S、CH $_4$、SiS。此外，由于Na $^+$、K $^+$、Ca $^+$、Fe $^+$等离子，日侧具有相当程度的电离。Al $^+$和Ti $^+$是其元素种类中最丰富的。我们发现，WASP-18 b，作为一个例子，超热闪…
2019-01-24 astro-ph.EP
Climate of an Ultra hot Jupiter: Spectroscopic phase curve of WASP-18b with HST/WFC3
我们提出了一个全轨道的分析，光谱相位曲线的超热木星WASP-18 b，获得了与宽视场相机3搭载哈勃太空望远镜。我们测量到这颗行星的标准化昼夜光度对比度>0.96：行星的日面辐射为964+-25 ppm，相当于2894+-30 K，我们将其夜面辐射的上限设定为<32 ppm或1430 K。我们还发现，相位曲线的峰值在亮度上向东偏移了4.5 ± 0.5度，这个偏移量很小，但很大。我们比较提取的相位曲线和相位分辨光谱的三维全球环流模式，发现广泛的数据可以很好地再现这些模式。我们发现，从这个比较几个约束的大气性质的行星。首先，我们发现我们需要有效的阻力来解释观察到的非常低效的昼夜再循环。我们证明，这种阻力可能是由于洛伦兹力阻力的磁场弱至10高斯。其次，我们表明，一个高的金属是不需要匹配的大昼夜温度对比。事实上，由于WASP-18 b大气中的高温化学，金属丰度对相位曲线的影响与较冷的气态巨行星不同。此外，我们比较了目前的UHJ光谱相位曲线，WASP-18 b和WASP-103 b，并表明这两颗行星提供了一个一致的图片，在其测量和推断的属性显着相似。然而，这些性质的关键差异，例如它们的亮度偏移和半径异常，表明UHJ可以用来区分气体巨行星膨胀的竞争理论。
2019-04-03 astro-ph.EP
Strong biases in retrieved atmospheric composition caused by strong day-night chemical heterogeneities
目前大多数适合凌日光谱的行星都足够接近它们的主恒星，以显示出相对较强的昼夜温度梯度。对于热行星，这导致两个半球之间的化学成分二分法。在极端的情况下，超热木星，一些物质，如分子氢和水，在白天强烈解离，而其他物质，如一氧化碳，则不是。然而，目前大多数检索算法依赖于1D前向模型，无法模拟这种效果。因此，我们调查的三维结构的大气偏置的丰度检索使用常用的算法。我们研究的情况下，黄蜂-121b作为一个典型的超热木星。我们使用的模拟这个星球上进行了与ESTA/麻省理工学院全球气候模型（GCM），并产生透射光谱，充分考虑了3D结构的大气与Pytmopsh 3R。然后使用\taurex检索代码分析这些光谱。我们发现，这种超热木星的透射光谱表现出静音H $_2$ O功能，起源于夜侧的温度，因此规模的高度，是小于在白天的一面。然而，存在于昼侧的分子的光谱特征由于其高温和低平均分子量而增强。因此，检索到的参数与地面实况相比有很大的偏差。特别地，[CO]/[H $_2$ O]被高估一至三个数量级。当使用这种检索分析来推断行星大气的C/O比时，必须记住这一点。我们还讨论了指标是否可以让我们推断所观察到的大气的三维结构。最后，我们表明，黄蜂-121b的HST/WFC 3传输数据是兼容的昼夜热和成分的二分法模型预测。
2020-03-12 astro-ph.EP
Three-dimensional atmospheric circulation of hot Jupiters on highly eccentric orbits
在迄今为止探测到的800多颗系外行星中，超过一半位于非圆形轨道上，偏心率高达0.93。这样的轨道导致随时间变化的恒星加热，这对行星的大气动力学制度有影响。然而，人们对这种动力学机制以及它如何影响观测知之甚少。因此，我们提出了一个系统的研究热彗星的高偏心轨道上使用的ESTA/MITgcm，一个模型，耦合的三维大气环流模式与平面平行，双流，非灰色辐射转移模式。在我们的研究中，我们改变偏心率和轨道平均恒星流量在很大范围内。我们证明，偏心热木星制度是定性相似的行星在圆形轨道上，行星拥有一个超旋转的赤道喷流，并表现出大的昼夜温度变化。我们表明，这些昼夜加热变化诱导赤道动量通量，以保持整个轨道的超旋转喷流。随着偏心率和/或恒星通量的增加，超旋转喷流加强和缩小，由于较小的Rossby变形半径。对于一个选定的数量的模型集成，我们产生全轨道光变曲线，并发现从地球上观察到的过境和二次日食的时间相对于近点和远点可以大大影响我们看到的红外（IR）光变曲线;在IR通量的峰值可以导致或滞后二次日食取决于几何形状。对于那些昼夜温度变化大、自转速度快的行星，我们发现当行星最热的区域在地球上旋转时，光变曲线会呈现出“振铃”。这些结果可以用来解释未来对偏心凌日系外行星的观测。
2013-03-06 astro-ph.EP
Global Chemistry and Thermal Structure Models for the Hot Jupiter WASP-43b and Predictions for JWST
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）有望彻底改变系外行星领域。其仪器的宽波长覆盖范围和高灵敏度将使我们能够以前所未有的精确度对系外行星大气进行表征。在第一周期早期释放科学计划的呼吁之后，凌日系外行星社区获得了观测包括WASP-43 b在内的几个目标的时间。这颗热木星的大气层已经被密集地观测到，但仍然有一些谜团，特别是关于昼夜温度梯度，大气环流的效率，以及夜侧云的存在。我们将通过观测行星的完整轨道并利用JWST/MIRI在5- 12 $μ$ m范围内提取其光谱相位曲线来限制这些性质。为了准备这些观测，我们用各种代码进行了广泛的模拟工作：辐射转移，化学动力学，云微物理学，全球环流模式，JWST模拟器和光谱反演。我们的JWST模拟表明，我们应该达到每0.1 $μ$ m的光谱箱平均210 ppm的精度，这将使我们能够测量的光谱在经度的变化和测量的夜侧发射光谱的第一次。如果WASP-43 b的大气层是透明的，我们的观测将使我们能够确定它的大气层是否具有平衡或不平衡的化学成分，最终提供热木星大气层中化学淬灭的第一个确凿证据。如果大气是多云的，仔细的检索分析将使我们能够识别云的成分。
2020-01-14 astro-ph.EP
0.94 - 2.42 micron ground-based transmission spectra of the hot-Jupiter HD-189733b
在这里，我们提出了新的热木星HD-189733 b的透射光谱使用美国宇航局红外望远镜设施的SpeX仪器。我们获得了两个晚上的观测，我们同时在J-，H-和K-波段记录了行星的主要凌日，光谱范围从0.94到2.42 μm。我们使用傅立叶分析和其他去趋势技术，以前在其他数据集上验证，以清理数据。我们通过计算自关联函数来检验我们的结果的统计显著性，并且我们发现，在去趋势之后，自相关噪声在大多数频率处被减小。此外，我们仅对过境数据重复了我们的分析，表明残留的大地污染完全在误差范围内。虽然这些技术在将多个观测夜晚结合在一起时非常有效，但我们的结果证明，即使是一个良好的观测夜晚也足以提供有统计意义的数据。我们观测到的光谱与多台仪器在同一波长间隔内记录的天基数据一致，这表明地面设施正在成为天基观测站的一个可行的补充选择。我们的数据中的特征的最佳拟合是用水蒸气获得的。我们的误差条还不够小，不足以解决额外分子的存在，但是通过将其他数据集中包含的信息与我们的结果相结合，可以用包含水蒸气，甲烷，一氧化碳和烟雾/云的模拟大气光谱来解释所有可用的观测结果。
2014-02-18 astro-ph.EP
Effects of a fully 3D atmospheric structure on exoplanet transmission spectra: retrieval biases due to day-night temperature gradients
透射光谱为我们提供了关于边缘大气特性的信息，这通常被直观地假设为围绕行星的狭窄环形。因此，研究集中在沿临边的大气水平非均匀性的影响。在这里，我们证明了在传输探测的区域-肢体-显着向地球的白天和黑夜侧延伸。我们表明，强烈的昼夜热梯度和成分梯度预期同步系外行星上创建足够的不均匀性在整个肢体上的光谱和偏见的解释导致重要的系统性影响。为了量化这些影响，我们开发了一个三维辐射转移模型，能够生成基于三维大气结构的大气透射光谱。我们首先从GJ 1214 b的模拟中产生合成JWST观测，并证明了一个真正的3D方法来为这样精确的观测站建模数据的必要性。其次，我们研究了昼夜温度梯度如何导致系统性偏差的检索分析与一维前向模型。为了这个目的，我们合成了一个大的原型HD 209458 b和GJ 1214 b型行星的前向光谱的变化的白天和黑夜侧的温度，以及过渡区的宽度。然后，我们执行典型的检索分析，并将检索到的参数与输入模型的真实情况进行比较。这项研究揭示了检索的温度（发现高于终止温度）和丰度的系统偏差。这是由于较热的昼面在垂直方向上延伸得更多，并屏蔽了夜面。这些偏差是很难检测到的一维配置文件中使用的检索被发现提供了一个很好的匹配所观察到的光谱。在解释真实数据时，必须牢记这一点。
2019-01-28 astro-ph.EP
Exploring the Effects of Active Magnetic Drag in a GCM of the Ultra-Hot Jupiter WASP-76b
超热蒸发器是测试极端物理学和观测太阳系中没有的大气环流制度的一个令人兴奋的途径。它们的高温导致嵌入大气风中的热电离粒子与行星内部的磁场相互作用，产生电流并经历大体积洛伦兹力阻力。以前在超高温彗星的三维大气环流模型（GCM）中对磁阻力的处理大多是在整个行星上均匀施加均匀的阻力时间尺度，这忽略了这些磁效应的强烈空间依赖性。在这项工作中，我们应用我们的本地计算的主动磁阻力治疗行星WASP-76 b的GCM。我们发现这种处理的效果在地球的高层大气中最为明显，那里存在白天和黑夜侧环流之间的强烈差异。这些环流效应通过减少热点偏移和增加昼夜通量对比来改变所得到的相位曲线。我们比较我们的模型斯皮策相位曲线，这意味着一个磁场至少3 G的行星。我们还将我们的结果与均匀拖曳时间尺度模型进行了对比。这项工作突出了需要更仔细地处理大气模型中的热气体巨星的磁效应。
2021-11-04 astro-ph.EP
Searching for the origin of the Ehrenreich effect in ultra-hot Jupiters: Evidence for strong C/O gradients in the atmosphere of WASP-76b?
极热彗星的昼夜极端温度差异导致了显著不对称的大气层，在终结者周围的小范围经度上发生了巨大的膨胀。在凌日过程中，WASP-76 b旋转约30度，改变了大气的可观测部分，并引起其成分外观的变化。正如最近报道的那样，这导致了中性铁信号的时变效应，而中性铁信号可能在夜面凝结而被放大。在这里，我们研究了在与CARMENES摄谱仪观察到的WASP-76 b过境期间分子信号的存在，并比较了这颗行星的早晨和晚上终结者的贡献。结果有些令人困惑，正式检测到水蒸气（5.5 $σ$）和氰化氢（5.2 $σ$），但在K $_p$ -V $_{sys}$图中的位置明显不同，蓝移为-14.3 $\pm$ 2.6 km/s，红移为$+$ 20.8 $^{+7.8}_{-3.9}$ km/s，K $_p$高于预期。H $_2$ O的信号也出现较强的过境后，相比之下，HCN，这似乎更强的早期。我们尝试解释这硅酸盐云的形成和下雨的夜面，部分从高层大气中除去氧气。对于C/O值在0.7和1之间，这导致HCN在晨肢形成。在傍晚终止时，由于蒸发，隔离的氧返回气相，这些C/O值导致形成H $_2$ O而不是HCN。如果得到证实，这些结果表明，单个分子跟踪大气的不同部分，以及夜面凝结，允许空间表征。由于这些结果是基于一个单一的过境，我们主张需要更多的数据来确认它们，并进一步探讨这些情况。
2022-02-04 astro-ph.EP
Exploring Biases of Atmospheric Retrievals in Simulated JWST Transmission Spectra of Hot Jupiters
詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）计划于2018年10月发射，预计将彻底改变系外行星的大气特征领域。其仪器的宽波长覆盖范围和高灵敏度将使我们能够从系外行星光谱中提取比目前观测所能获得的更多的信息。在本文中，我们调查目前的检索方法是否仍将是有效的，在时代的JWST，探索常见的近似检索时使用的热超导体的透射光谱。为了评估偏差，我们使用一维光化学模型来模拟典型的热木星无云大气，并生成一系列碳氧比的合成观测结果。然后，我们检索这些光谱使用TauREx，贝叶斯检索工具，使用两种方法：一个假设等温大气，和一个假设参数化的温度分布。这两种方法都假定丰度随高度恒定。我们发现，等温近似偏差检索参数相当大，高估了约一个数量级的丰度。检索到的丰度使用参数化配置文件通常是在一个西格玛的真实状态，我们发现检索到的不确定性一般是更大的等温近似相比。有趣的是，我们发现，使用参数化的温度分布，我们可以对温度结构施加严格的约束。这打开了表征热蒸发器的终止子区域的温度分布的可能性。最后，我们发现，假设一个恒定的高度混合比配置文件是一个很好的近似大多数的大气正在研究中。
2016-10-10 astro-ph.EP
Exploring the atmospheric dynamics of the extreme ultra-hot Jupiter KELT-9b using TESS photometry
我们进行了相位曲线分析的KELT-9系统使用光度观测从美国宇航局的凌日系外行星调查卫星（TESS）。测得的二次日食深度和峰间大气亮度调制分别为$650^{+14}_{-15}$ ppm和$566\pm16$ ppm。这颗行星的亮度变化在二次日食的中点前几分钟达到最大$31\pm5$，表明白天的热点从亚恒星点向东移动了$5\overset{\circ}{.}2\pm0\overset{\circ}{.}9$。我们还检测到恒星脉动KELT-9的周期为$7.58695\pm0.00091$小时。TESS带通中KELT-9 b的昼侧发射与$4600\pm100$ K的黑体亮度温度一致。相应的夜面亮度温度是$3040\pm100$ K，与已知最热的系外行星的昼面温度相当。此外，我们检测到一个显着的相位曲线信号在第一谐波的轨道频率和边际信号在第二谐波。虽然第一谐波分量的振幅与假设平衡潮汐的预测椭球失真调制一致，但这种光度变化的相位相对于预期发生了变化。将KELT-9 b放置在具有相位曲线观测的其他系外行星的背景下，我们发现，升高的夜面温度和相对较低的昼夜温度对比度与包括H $_{2}$解离和重组的大气模型的预测一致。KELT-9 b的背侧温度意味着在0.1巴的大气成分中含有约50%的分子和50%的原子氢，背侧发射光谱明显偏离黑体，以及0.5-2.0 $μ$ m的透射光谱在低分辨率下没有特征。
2020-07-30 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
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
Ground-based detections of thermal emission from the dense hot Jupiter WASP-43b in H and Ks-bands
我们报告了新的探测到的热发射从过境热木星WASP-43 b在H和KS波段观测到的次日食。用CFHT上的WIRCam仪器进行观察。在H和KS波段，我们分别获得了0.103 $_{-0.017}^{+0.017}%$和0.194 $_{-0.029}^{+0.029}%$的二次日食深度。Ks带深度与Gillon等人（2012）在中心为2.09 um的窄带中的先前测量结果一致。我们的日食深度在两个波段是一致的黑体光谱的温度为~1850 K，略高于白天的平衡温度没有昼夜能量再分配。基于WASP-43 b昼侧大气的理论模型，我们的数据将行星的昼夜能量再分配限制为$\lesssim 15-25$ %，这取决于大气中的金属含量。结合能量平衡参数，我们的数据表明，一个强大的逆温是不可能在WASP-43 b的昼侧大气。然而，目前还不能严格排除弱反转的可能性。今后的观测需要对大气层的化学成分进行详细的限制。
2013-05-07 astro-ph.EP
Vertical Tracer Mixing in Hot Jupiter Atmospheres
气溶胶似乎无处不在，在接近气体巨行星的大气中，不平衡化学可能会影响这些行星的光谱。悬浮的气溶胶和不平衡的化学是由这些严重辐照的大气中强烈的垂直传输造成的。在这里，我们数值和分析研究如何垂直输运应该改变自旋同步气体巨星的参数空间。为了了解示踪剂运输如何依赖于行星参数，我们开发了一个分析理论来预测垂直速度和混合率（$K_\mathrm{zz}$），并将结果与我们的数值实验进行比较。我们发现，我们的理论和数值模拟预测，如果垂直混合率描述的涡扩散，那么这个涡扩散$K_\mathrm{zz}$应增加平衡温度的增加，减少摩擦阻力强度，增加化学损失的时间尺度。我们发现，在我们的数值模拟之间的过渡环流主导的超旋转射流和纯粹的昼夜流动的垂直速度结构和示踪剂分布造成显着的变化。被动示踪剂的混合比是最大的中间阻力强度，对应于这种过渡之间的超旋转射流与柱状垂直速度结构和昼夜流动的上升流的昼侧和下降流的夜侧。最后，我们提出了解析解$K_\mathrm{zz}$作为行星有效温度，化学损失时间尺度和其他参数的函数，作为输入到一维化学模型的自旋同步气体巨大气。
2021-08-11 astro-ph.EP
Mapping the pressure-dependent day-night temperature contrast of a strongly irradiated atmosphere with HST spectroscopic phase curve
许多褐矮星都在超短周期和潮汐锁定的轨道上围绕着白矮星宿主运行。由于这些小的轨道间隔，棕矮星受到的辐射水平与热彗星相似。然而，它们比热矮星更容易观察，因为在近红外波长下，白矮星比主序星更暗。因此，辐射棕矮星是研究强辐射和快速旋转下大气响应的理想热木星类似物。利用哈勃空间望远镜3号宽视场相机的近红外G141棱镜，给出了SDSS J141126.20+200911.1棕矮星白矮星双星中被辐照棕矮星（SDSS 1411-B）的1.1- 1.67 $\rm μm$光谱位相曲线。SDSS 1411-B是一颗$50~\rm M_{\rm Jup}$褐矮星，其辐射温度为1300 K，轨道周期为2.02864小时。我们的最佳拟合模型建议相位曲线振幅为1.4 $\%$，并将二次日食相位偏移的上限定为11度。在对白矮星光谱进行拟合后，我们提取了相位分辨的棕矮星发射光谱。我们报告了一个高度依赖于波长的昼夜光谱变化，与水波段通量变化约$360\pm70\% $和一个相对较小的J波段通量变化$37\pm2\%$。通过结合大气模拟结果和昼夜亮度温度变化，我们得到了一个压力依赖的温度对比度。我们讨论了SDSS 1411-B和热木星WASP-43 b光谱特征的差异，以及J 4111-BD的昼夜温度对比度低于预测。我们的研究提供了高精度的观测约束在不同的轨道相辐射褐矮星的大气结构。
2021-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Mantis Network IV: A titanium cold-trap on the ultra-hot Jupiter WASP-121 b
本文通过分析 WASP-121 b 的昼侧高分辨率发射光谱，发现钛因夜侧凝结形成冷阱而全球性贫化，揭示了超热木星大气中凝结化学与热结构耦合的重要性。
2024-01-16 astro-ph.EP
Nightside clouds and disequilibrium chemistry on the hot Jupiter WASP-43b
本文利用JWST MIRI获取热木星WASP-43b的相位分辨发射光谱，发现昼夜巨大温差、夜侧云层及非平衡化学导致的甲烷缺失，验证了三维大气模型和非平衡动力学模型的预测。
2024-01-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
Global flow regimes of hot Jupiters
本研究利用THOR模型模拟八颗热木星，发现随恒星辐射增强，大气热量再分配效率降低，小尺度波模式减弱，流态从急流主导转变为昼向夜主导，降低平均分子量可部分恢复环流效率。
2025-05-17 astro-ph.EP
The 4.5 $μ$m full-orbit phase curve of the hot Jupiter HD 209458b
热木星HD 209458 b是目前已知最明亮的凌日系外行星系统之一（V-mag = 7.65; K-mag = 6.308），并且具有很大的行星与恒星对比度。HD 209458 b被预测为围绕其主星同步旋转，其热点被超旋转的赤道风向东移动。在这里，我们提出的第一个全轨道观测HD 209458 b，其中它的4.5 $μ$ m的排放记录与$Spitzer$ /IRAC。我们的研究修正了以前的4.5 $μ$ m测量HD 209458 b的二次日食发射由$\sim$ 35%下降到$0.1391%^{+0.0072%}_{-0.0069%}$，改变了我们的解释，它的昼侧大气的属性。我们发现，在行星的向阳面上的热点是向东移动的亚恒星点的$40.9^{\circ}\pm{6.0^{\circ}}$，与预测赤道超旋转的环流模型。HD 209458 b的昼侧（T $_{bright}$ = 1499 $\pm$ 15 K）和夜侧（T $_{bright}$ = 972 $\pm$ 44 K）的辐射表明，白天到晚上的亮度温度对比度小于在辐射更高的系外行星上观察到的亮度温度对比度，这表明白天到晚上的温度对比度可能部分是入射恒星辐射的函数。观测到的相位曲线形状与全球环流模型预测略有偏差，这可能是由于化学不平衡或这些模型中使用的当前热CH $_{4}$线列表中存在缺陷。需要在额外的波长上观测相位曲线，以确定…
2014-09-29 astro-ph.EP
