Chaotic Tides in Migrating Gas Giants: Forming Hot and Transient Warm Jupiters via High-Eccentricity Migration
高偏心率运移是形成热储层的重要通道。特别是，Lidov-Kozai（LK）振荡的轨道偏心率/倾斜度引起的一个遥远的行星或恒星的同伴，结合潮汐摩擦，已被证明产生HJs的陀螺时间尺度上，提供有效的潮汐耗散在行星上运行。我们重新审视这种情况下，包括动态潮汐。当行星的轨道处于高离心率阶段时，来自恒星的潮汐力会激发行星中的振荡f模和r模。对于足够大的偏心率和小的近心点距离，模式可以在多个近心点通道上混乱地增长，并最终非线性地消散，从轨道中汲取能量并迅速收缩半长轴。我们研究这种混乱的潮汐对行星轨道演化的影响。我们发现，这条途径产生非常偏心（$e\gtrsim 0.9$）温暖的温度（WJ）在短时间尺度（几个到100万年）。这些WJ有效地循环成为HJ由于其持续小的近心点距离。混沌潮汐也可以通过截断LK偏心率振荡，使一些行星免于潮汐破坏，从而显着增加行星质量和半径范围内的HJ形成分数。利用星族综合计算，我们确定了这种情况下产生的WJ和HJ的特征，包括最终的周期分布，轨道倾角和恒星质量。混沌潮汐赋予LK迁移几个有利的功能来解释观测到的HJ。我们预计，混沌潮汐在其他高$e$迁移类型中也很重要。
2018-12-13 astro-ph.EP
Relationship Between Thermal Tides and Radius Excess
靠近太阳系外的气态巨行星--热彗星--显示出在零温度解以上的半径偏离，半径过剩，非常高。超热彗星的半径与热潮汐潮汐力矩有着相对密切的关系，其特征热潮汐能保持在约4 - 5个数量级，这与基本理论预期是一致的。这种关系表明，热潮汐力矩决定了热彗星的整体热力学和自旋状态。在经验的基础上，它表明，热木星膨胀的理论，调用一个恒定的分数的恒星通量沉积在很大的深度，基本上是伪造的。
2013-04-15 astro-ph.EP
Semidiurnal thermal tides in asynchronously rotating hot Jupiters
热潮汐可以将热行星的大气扭转成异步旋转，而这些行星通常被认为与它们的主恒星锁定在自旋轨道同步。在这项工作中，我们的目标是表征的潮汐响应的旋转热木星的潮汐半日热强迫其宿主恒星，通过确定的结构负责质量分布的变化，潮汐波的依赖于潮汐频率和它们的能力，以产生强大的纬向流。我们开发了一个从头算全局模型，将Arras & Socrates（2010）的早期方法推广到旋转和非绝热行星。我们推导出解析的扭矩施加在身体和相关的时间尺度的演变，以及平衡的大气潮汐响应在零频率的限制。最后，我们对包含耗散和旋转的三种情况的热潮汐方程进行了数值积分。与潮汐产生的重力惯性波的共振显着放大所产生的潮汐扭矩在1-30天的范围内。这个扭矩可以驱动全球大气进入异步旋转，因为它的符号取决于潮汐频率。潮汐响应的共振行为通过旋转而增强，旋转在一般情况下将强迫耦合到几个Hough模式，而辐射冷却倾向于使其规则化并减小其振幅。
2018-01-23 astro-ph.EP
Thermal Tides in Rotating Hot Jupiters
我们计算由于半日热潮汐在旋转的热行星的潮汐扭矩，考虑到辐射冷却的信封和行星旋转的潮汐响应的影响。我们使用一个简单的木星模型组成的近等熵对流核心和薄辐射信封。为了表示旋转行星的潮汐响应，我们采用级数展开的球谐函数$Y_l^m$与不同的$l$ s对于一个给定的$m$。对于低强迫频率，强迫与包线中的$g$ -和$r$ -模态以及核中的惯性模态之间发生频率共振。我们发现，共振增强的潮汐扭矩，并与$g$ -和$r$ -模式的共振产生宽峰和与惯性模式非常尖锐的峰值，这取决于与振荡模式相关的非绝热效应的大小。我们还发现，作为强迫频率（或周期）的函数的潮汐扭矩的行为是不同的，特别是对于长的强迫周期，因为$r$ -模式，具有长的周期，只存在于逆行一侧。
2019-06-25 astro-ph.EP
Diurnal Thermal Tides in a Non-synchronized Hot Jupiter
我们进行了线性分析，以探讨非同步热木星恒星照射的动力学响应。在这项工作中，我们考虑的恒星辐射的昼夜傅立叶谐波作用在顶部的热木星的辐射层，没有云和风。在没有科里奥利力的情况下，当昼夜热力强迫周期长于行星表面的声音穿越时间时，昼夜热力强迫可以激发内波传播到行星内部。当考虑到科里奥利效应时，恒星加热随纬度的变化可以激发出弱的内波（g模）和/或强的斜压Rossby波（浮力r模），这取决于行星的纬度。当行星的自转速度快于其轨道运动（即逆行热强迫）时，这些波携带负角动量，并在从辐射区的上层向下传播时被辐射损耗阻尼。结果，角动量从辐射区的下层转移到上层，并产生垂直切变。根据HD 209458 b的参数，我们估计了不同旋转周期的内部扭矩。
2009-01-22 astro-ph.EP
Gravitational atmospheric tides as a probe of Titan's interior: Application to Dragonfly
内容：土星巨大的引力预计会在土卫六的大气中引起潮汐，在土卫六的轨道上产生表面压力变化，并在对流层产生潮汐风。未来的蜻蜓任务可以分析这种奇异的气象现象。目的：我们分析了土星潮汐对土卫六大气层和内部的影响，以确定蜻蜓的压力测量如何限制土卫六的内部。研究方法：我们用分析计算和三维全球气候模型（IPSL-Titan GCM）模拟大气潮汐，包括内部的潮汐响应。结果：我们预测土卫六内部的勒夫数为1 + Re（k2 - h2）~ 0.02-0.1，Im（k2 - h2）< 0.04。土卫六内部的变形因此会强烈地削弱重力大气潮汐，产生一个只有~ 5 Pa的残余表面压力振幅，相移为5-20小时。潮汐风非常弱，在对流层低层大约为3*10^-4 m/s。最后，来自Dragonfly数据的约束可以允许以约0.01-0.03的精度估计k2 - h2的实部和虚部。结论：蜻蜓号在整个任务期间对压力变化的测量可以对泰坦冰壳的厚度提供有价值的限制，并通过地球物理模型，其热通量和泰坦内部海洋的密度。
2021-11-03 astro-ph.EP
Thermal Tides in Short Period Exoplanets
在行星大气中，随时间变化的日射诱导出一个质量四极，恒星潮汐加速度可以对它施加一个力。这种“热潮汐”力可以引起行星和轨道上的长期扭矩以及导致偏心率演变的径向力。我们将这一想法应用于近距离的气态巨行星（“热行星”）。辐射大气的响应是在一个流体静力学模型中计算的，该模型将日射视为随时间变化的热源，并使用通量限制扩散求解热辐射。完全非线性数值模拟相比，线性化方程的解决方案，以及解析近似，所有这些都是在良好的协议。我们发现，一般的热潮汐密度扰动{ \it导致}的半日强迫。因此，热潮汐可以产生异步自旋和偏心率。我们的结果如下：（1）对于热彗星，偏离同步自旋是显著的，并且随着轨道周期的增加而增加。(2)自旋平衡中持续的引力潮汐耗散导致稳态内部加热率高达$\sim 10^{28} {\rm erg\ s^{-1}}$。如果沉积得足够深，这些加热速率可以解释为什么许多热彗星的半径如此之大，因为在“潮汐主序”中，冷却作用平衡了潮汐加热作用。在固定的恒星类型，行星质量和潮汐$Q$，行星半径增加强烈向恒星内的轨道周期$\la 2$周。(3)在轨道周期中存在一个狭窄的窗口，其中小偏心率$e$以大的速率呈指数增长。这个窗口可以解释热彗星的$\sim 1/4$，这些热彗星应该在很久以前就被引力潮环绕，但被观察到具有显著的非零$e$。（节录）
2009-01-07 astro-ph.EP
Formation of hot Jupiters through disk migration and evolving stellar tides
在这里，我们解决的热木星（hJ）堆积在0.05天文单位周围的年轻太阳型恒星观测恒星径向速度，hJ长期轨道稳定性的恒星潮汐的存在，和hJ的出现率为1.2（+-0.38）%，在一个框架。我们计算的行星上的恒星动力潮汐和原行星盘在II型迁移制度的组合扭矩。我们建立了一个二维非等温粘性盘模型，参数化再现最小质量的太阳星云，并模拟了在恒星附近的各个径向位置的内部盘腔。我们根据对年轻星团的观测选取恒星自转周期。这颗行星在圆盘中平面和恒星赤道平面的圆形轨道上运行。我们发现，扭矩可以加起来为零，超出了年轻恒星周围的共转半径，并停止向内迁移。蒙特卡罗模拟预测热木星的存活率在~3%（α盘粘度为1 e-1）和15%（α = 1 e-3）之间。一旦原行星盘完全吸积，幸存的hJ就会被从潮汐迁移屏障中向外推，并堆积在0.05 AU附近，正如我们使用恒星动力潮汐模型的数值实现所证明的那样。在十亿年的时间尺度上，轨道衰变是可以忽略的，这是由于年轻的类太阳恒星中高度耗散的对流包层的收缩。我们发现，在富金属恒星周围较高的堆积效率至少可以部分地解释恒星金属丰度和hJ发生率之间的正相关关系。结合观察到的hJ出现率，我们的存活率结果意味着<8%（α = 1 e-3）到<43%（α = 1 e-1）的类太阳恒星最初遇到向内迁移的hJ。这调和模型和观测的年轻旋转恒星与观察到的hJ堆积和hJ发生率。
2019-07-04 astro-ph.EP
Tides in the high-eccentricity migration of hot Jupiters: Triggering diffusive growth by nonlinear mode interactions
高偏心率运移是热储层形成的可能通道。然而，为了使它与观测到的行星数量一致，潮汐必须在不到$\approx$ a Myr的时间内使轨道圆化。这种快速圆化的一个潜在机制是潮汐驱动的行星f模式的扩散生长。如果f模式在近心处的相位从一个近心通道到下一个近心通道混乱地变化，则会发生这种生长。以前的研究主要集中在轨道上的潮汐反作用引起的轨道周期的变化作为混沌的来源。在这里，我们表明，非线性模式相互作用也可以是一个重要的来源。具体而言，我们表明，父f-模式和女儿f-/p-模式之间的非线性相互作用引起的能量依赖的移动的振荡频率的父。由于母星的能量变化，这种频率偏移在不同的轨道上随机变化。因此，母体在近心点的相位随机变化，我们发现这可以触发它扩散生长。我们表明，非线性模式相互作用引起的相移实际上占主导地位的潮汐反反应引起的移位，并显着降低了约5倍的线性理论的预测相比，一踢扩散增长的能量阈值。因此，非线性相互作用可以通过高偏心率迁移通道提高热巨星的形成率，并可能减轻与远离恒星的气体巨星相比，观测到的和预测的发生率之间的差异。
2021-04-11 astro-ph.EP
Hydrodynamic modelling of dynamical tides dissipation in Jupiter's interior as revealed by Juno
本研究基于Juno的木星引力场约束，构建流体动力学模型模拟木星内部动力学潮汐耗散，发现耗散具强频率依赖性，粘性为主要耗散机制，稳定分层区对木星高耗散有关键作用。
2023-11-06 astro-ph.EP physics.flu-dyn
Powering the Galilean Satellites with Moon-Moon Tides
有令人信服的证据表明，在伽利略的三个外卫星之间存在着地下水海洋，并且有证据表明，在最里面的卫星木卫一存在着内部岩浆海洋。来自木星的潮汐力周期性地使这些天体变形，导致加热和变形，如果测量的话，可以探测它们的内部结构。除了月球引起的潮汐，每个月亮也会引起其他月亮的潮汐。我们调查月球月球潮汐的第一次在伽利略卫星，并表明，他们可以通过激发高频共振潮汐波在其地下海洋显着加热。地壳和海洋都有加热作用，如果海洋足够无粘性，加热作用可以超过其他潮汐源和辐射衰变。由此产生的潮汐变形可以用来限制地下海洋厚度。因此，我们对木星系统的热轨道演化和可居住性的理解可能会从根本上改变。
2020-08-06 astro-ph.EP
Hot Jupiters are Destroyed by Tides While Their Host Stars are on the Main Sequence
虽然较冷的巨行星经常被观察到具有非零的偏心率，但热彗星的短周期圆形轨道表明它们由于与其宿主恒星的潮汐相互作用而失去轨道能量和角动量。然而，轨道衰变从未被明确地观察到。我们使用来自盖亚数据发布2的数据表明，热木星宿主恒星的银河系速度色散比没有热木星的类似恒星群体要小。由于银河系的速度色散与年龄有关，这一观测结果意味着热木星宿主星的人口平均比场人口年轻。对这一推论的最好解释是，当热彗星的宿主恒星位于主序星上时，潮汐相互作用导致热彗星螺旋上升。这一观测要求太阳型恒星的典型修正恒星潮汐品质因数$Q_{\ast}^{'}$在$\log_{10}{Q_{\ast}^{'}} \lesssim 7$范围内。
2019-10-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical tides in Jupiter and other rotationally flattened planets and stars with stable stratification
开发数值方法计算快速旋转扁球星体和气态行星的耗散动力学潮汐响应，发现混合波共振可解释木星对Io潮汐响应的观测与静力学计算差异。
2023-02-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical tides in exoplanetary systems containing Hot Jupiters: confronting theory and observations
我们研究了与中央恒星内部辐射区的重力波激发有关的动力学潮汐对包含热彗星的观测系统的轨道演化的影响。我们考虑WASP-43，Ogle-tr-113，WASP-12和WASP-18，它们包含主序（MS）上的恒星。对于这些系统，有关于轨道周期变化率的观测估计。我们还调查了包含一颗演化巨星的开普勒-91。我们采用Ivanov等人的形式计算轨道演化。对于MS星，我们确定预期的轨道演化率在不同的假设下的耗散作用于潮汐的量，估计恒星旋转的影响，为两个最快速旋转的恒星，并与观测结果进行比较。除了可能的WASP-43外，所有情况都与重力波在恒星传播期间被阻尼的状态一致。然而，目前这还不是确定的，因为观测误差很大。我们发现，虽然它预计适用于开普勒-91，线性辐射阻尼不能解释这种耗散制度适用于MS星。因此，可能需要非线性机制。开普勒-91被发现是这样的，恒星演化的时间尺度与轨道的时间尺度相当。这意味着重要的轨道循环可能是通过潮汐作用于恒星而发生的。准静态潮汐、恒星风、流体动力学阻力和潮汐作用于行星可能起了次要作用。
2017-05-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Measuring Jupiter's water abundance by Juno: the link between interior and formation models
JUNO木星任务计划测量云层以下木星大气中的水丰度。这项测量很重要，因为它可以用来揭示木星的起源和组成的宝贵信息。在本文中，我们讨论了这种测量的重要性，在其解释的挑战，并解决它如何可以连接到木星的内部和形成模型。
2014-04-07 astro-ph.EP
Dynamical Tides during High-Eccentricity Migration produces the Hot Jupiter Pile-up, Neptune Ridge, and Neptune Desert
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）
通过流体动力学模拟，研究高偏心率迁移中基模潮汐激发对气态行星轨道圆化和质量损失的影响，解释了热木星堆积、海王星脊和海王星沙漠的形成机制。
2026-08-26 astro-ph.EP
Layered semi-convection and tides in giant planet interiors
分层半对流可以在巨行星中运作，可能解释最近从朱诺号观测中推断出的木星中重元素分布的限制，并有助于土星的光度过剩或一些热彗星的异常大半径。这是一种由密度阶梯组成的状态，其中对流层被薄的稳定分层界面分隔开。行星的潮汐耗散效率很大程度上取决于其内部结构。提高我们对驱动这种耗散的机制的理解至关重要，因为它对预测任何行星系的长期演化具有重要意义。在这项工作中，我们的目标是研究所产生的潮汐耗散时，内波激发的其他机构（如巨行星的卫星）在分层半对流区域。我们发现，潮汐耗散率可以显着增强分层半对流介质相比，均匀对流介质，特别是在天体物理相关的亚惯性频率范围。因此，分层半对流是一个可能的候选人来解释最近在木星和土星上观察到的高潮汐耗散率。
2017-10-27 astro-ph.EP
Equilibrium Tidal Response of Jupiter: Detectability by Juno
预计正在进行的朱诺号航天器任务将观测木星的潮汐反应。我们结合自洽的，数值模型的木星的平衡潮汐响应与观测到的多普勒频移从朱诺号重力科学实验测试的灵敏度的航天器的伽利略卫星和太阳提出的潮汐。同心麦克劳林球体（CMS）方法发现平衡的形状和重力场的旋转，液体行星与潮汐提出的卫星，扩大在爱数（$k_{nm}$）。我们提出了改进CMS理论，消除了非物理的质心偏移和详细研究的CMS方法的收敛行为。我们表明，$k_{nm}$与轨道距离的依赖关系是很重要的，当考虑木星的潮汐响应。相反，内部结构的细节对$k_{nm}$的影响可以忽略不计，对于与Juno已经高精度测量的带状谐波$J_2$、$J_4$和$J_6$相匹配的模型。随着任务的继续，在木卫一轨道的不同阶段改善木星重力场的覆盖范围，预计将产生2度Love数（$k_{22}$）的观测值，并可能选择更高度的$k_{nm}$。我们提出了朱诺多普勒信号的灵敏度测试计算的$k_{nm}$，这表明$k_{33}$，$k_{42}$和$k_{31}$的可检测性，除了$k_{22}$。朱诺号的观测结果与计算出的木卫一平衡$k_{22}=0.58976\pm0.0001$中非常小的范围不匹配，这将表明迄今为止对潮汐的动力学贡献是未知的。
2020-01-11 astro-ph.EP
Jupiter internal structure: the effect of different equations of state
重元素，即使它的组成部分较小，对了解木星的形成历史至关重要。内部模型用于确定木星内部重元素的数量，然而由于状态方程的不确定性，这个范围仍然受到简并的影响。在Juno任务数据到达之前，我们提出了木星优化计算，探索不同模型参数对确定木星核心和重元素质量的影响。我们执行最近公布的状态方程之间的比较。根据流体静力平衡方程、质量守恒方程、能量守恒方程和能量输送方程，计算了木星的内部模型。核心和重元素的质量被调整以匹配木星的观测约束半径和引力矩。我们表明，木星内部结构的确定是绑在它的引力矩的估计和氢，氦和重元素的状态方程的准确性。氦雨发生的区域和时间尺度对确定木星内部重元素和氦的分布具有重要意义。我们发现，差异时发现建模木星的内部与最近的EOS更有可能是由于在内能和熵计算的差异。热剖面的变化导致了对核心和重元素质量的不同估计，解释了最近发表的木星内部模型的差异。我们的研究结果有助于澄清木星内部模型的差异，并将有助于解释即将到来的朱诺数据。
2016-11-13 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
Understanding Jupiter's Interior
本文概述了巨行星内部模型是如何构建的。我们回顾了过去的太空任务的测量结果，这些测量结果为木星的内部结构提供了限制。我们讨论了典型的三层内部模型，包括一个致密的中央核心和内部金属和外部分子氢氦层。这些模型在很大程度上依赖于氢和氦的实验、分析理论和第一原理计算机模拟，以了解它们在极端压力~10 Mbar和温度~ 10，000 K下的行为。我们回顾了木星模型中使用的各种状态方程，并将它们与冲击波实验进行了比较。我们讨论了氦雨，核心侵蚀和双扩散对流的可能性可能有重要的后果的结构和巨行星的演化。2016年7月，朱诺号宇宙飞船进入木星轨道，有望对引力场进行高精度测量，这将使我们能够比以往任何时候都更好地测试我们对气体巨星内部的理解。
2016-08-09 astro-ph.EP
Jupiter's interior from Juno: Equation-of-state uncertainties and dilute core extent
朱诺号任务提供了对木星重力场的测量，具有出色的准确性，从而更好地限制了行星的内部。提高我们对木星内部结构的认识是理解其形成和演化的关键，但在系外行星探索框架中也很重要。在这项研究中，我们研究了最先进的状态方程之间的差异及其对内部模型属性的影响。考虑到氢和氦状态方程的不确定性，我们评估了木星内部特征的跨度。我们进行了广泛的探索的参数空间，并研究了广泛的内部模型，使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）模拟。为了考虑状态方程的不确定性，我们允许在计算中修改状态方程。我们的模型含有一个稀释的核心，并表明木星的内部熵高于通常从伽利略探测器测量中假设的熵。我们得到的解决方案与扩展的稀释核心，但相反的其他最近的内部模型的木星，我们也得到模型与小稀释核心。这种溶液中的稀释核心延伸到木星质量的20%，从而与形成演化模型更好地吻合。我们的结论是，在木星模型中使用的状态方程有一个推断的结构和组成的至关重要的影响。进一步探索氢氦混合物在木星压力和温度条件下的行为将有助于限制行星的内部，从而限制其起源。
2023-02-17 astro-ph.EP
The gravitational imprint of an interior-orbital resonance in Jupiter-Io
在任务中期的perijove 17，美国宇航局的朱诺号任务揭示了木星观测到的高度潮汐响应和理论平衡潮汐响应之间的$7σ$差异，即洛夫数$k_{42}$。在这里，我们提出了一个解释这个令人费解的分歧的基础上被困在木星的稀释核心和木卫一的轨道运动的内部重力波之间的走廊轨道共振。我们使用简单的木星模型来计算一个分数修正$Δk_{42}$的平衡潮汐响应，来自动态潮汐响应的$g$模式被困在木星的稀释核心。我们的研究结果表明，一个扩展的稀释核心（$r\gtrsim0.7R_J$）产生的走廊轨道共振木卫一修改木星的潮汐响应$Δk_{42}\sim-11\%$，使我们能够适应朱诺的$k_{42}$。在我们提出的自洽方案中，木星的稀释核心与木卫一的轨道迁移共振锁定，这使得走廊轨道共振在地质时间尺度上持续存在。这种情况需要一个稀释的核心，随着时间的推移变得更平滑或收缩，以及$_4^2g_1$模式（$\ell,m,n=4,2,1$）与共振潮汐耗散达到$Q_4\sim1000$。木星的稀释核心演化路径和共振$_4^2g_1$模式的耗散机制是不确定的，并激励未来的分析。到目前为止，还没有其他替代方法来解释Juno $k_{42}$中的$7σ$差异。我们提出的走廊轨道共振可以通过朱诺号观测在扩展任务结束时（2025年中期）获得的木卫二在木星上引起的$k_{42}$潮汐进行测试，并通过未来对木星$_4^2g_1…
2022-03-24 astro-ph.EP
Tracing the Influence of Distant companions on Exoplanetary Systems (TIDES) I. Highly Eccentric and Misaligned Binary Companions to Hot Jupiters
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Institute for Astronomy, University of Hawai‘i（夏威夷大学天文研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）
本研究通过TIDES巡天项目，对6个热木星宿主系统的恒星伴星轨道进行拟合，发现部分伴星轨道高偏心率且与行星错位，表明伴星可能影响热木星演化。
2026-10-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for a Dichotomy in the Interior Structures of Jupiter and Saturn from Helium Phase Separation
我们研究比较热演化的木星和土星应用最近的理论结果氦的不溶性流体金属氢。氦在两颗行星内部的再分配过程非常不同。我们确认，基于木星的大气氦耗尽的伽利略进入探测器原位观察，木星的内部氦分化温和，我们提出的模型调和木星的氦耗尽，半径和热流在太阳能时代。木星最近修订的邦德轨道图暗示了这颗行星的内禀通量较低，可以容纳更多来自氦分化的光度，使得温和的超绝热内部可以满足所有约束。同样的相图适用于质量较小的土星，预测了土星不可避免地形成富氦壳或核的程度，这是史蒂文森和萨尔彼得等人先前提出的结果。土星的氦分异所产生的光度足以将其冷却时间延长到太阳能时代，即使是绝热的内部。该模型预测土星大气中的氦将被耗尽到Y=0.07+/-0.01，相当于He/H_2混合比为0.036+/-0.006。我们还表明，氖分化可能有助于这两颗行星的光度在过去。这些结果表明，木星和土星的热演化可以解释自洽与一个单一的物理模型，并强调，非平凡的氦分布应考虑在未来的模型土星的内部结构和发电机。
2019-12-16 astro-ph.EP
Thermal Tides in Fluid Extrasolar Planets
非同步旋转和轨道偏心率导致了近距离气态巨型系外行星（热彗星）的时间依赖性辐射。这种随时间变化的表面加热引起了在整个行星上传播的流体运动。我们调查的能力，这种“热潮汐”产生的四极矩，可以耦合到恒星引力潮汐力。虽然以前的研究讨论了具有固体表面的行星，但在这里，我们专注于完全流体的行星，以了解具有小核心的气体巨星。为了简单起见，忽略了科里奥利力、热扩散和扰动的自重。首先，我们研究热强迫的响应，通过流体方程的解析解，其中强迫频率作为一个小参数。在零频率的“平衡潮”极限中，存在流体运动，但不引起四极矩。在下一个近似中，对平衡潮汐的有限频率修正确实导致了非零的四极矩，其符号将行星从同步自旋中扭转{ \it}。然后，我们数值求解边界值问题的热强迫，线性响应的中性分层内部和稳定分层信封的行星。数值结果发现，在足够长的强迫周期的四极矩与解析的非共振结果一致。令人惊讶的是，在1-30天的强迫周期的范围内，诱导的四极矩可以远远大于解析结果，由于内部重力波的响应，在辐射包线中传播。我们讨论的相关性，我们的结果的自旋，偏心率和热演化的热彗星。
2009-12-11 astro-ph.EP
Layered semi-convection and tides in giant planet interiors - II. Tidal dissipation
最近的朱诺号观测表明，木星中的重元素可能在其大部分气体包层中被稀释，从而在行星的扩展区域提供稳定的成分梯度。这可能会引发分层的半对流，在更普遍的巨行星背景下，这可能解释了土星的光度过剩，并在导致一些热彗星异常大的半径方面发挥了作用。在巨大的行星内部，它可以采取密度阶梯的形式，这是由薄的稳定分层界面分离的对流层。此外，已知潮汐耗散的效率强烈依赖于行星的内部结构。我们的目标是研究所产生的潮汐耗散时，内波被激发在一个区域的分层半对流的潮汐引力强迫由于其他机构（如卫星在巨大的行星系统，或在热木星系统的恒星）。我们采用了一个本地笛卡尔模型与背景分层的密度剖面进行了强加的潮汐强迫，我们计算的粘性和热耗散率数值。我们发现，潮汐耗散率可以提高分层半对流区域相比，均匀对流介质，后者对应于通常的假设，通过在巨行星内部模型。特别是，分层半对流区域拥有更丰富的共振，允许增强耗散更广泛的潮汐频率。这些结果的细节显着依赖于层状半对流区的结构特性。分层的半对流可以解释在木星和土星上观测到的高潮汐耗散率，这还没有被理论完全解释。需要进一步开展工作，以探索这一机制在全球模型中的效率。
2019-02-13 astro-ph.EP
Measuring the orbit shrinkage rate of hot Jupiters due to tides
恒星和靠近的系外行星之间的潮汐相互作用导致行星轨道收缩，最终导致行星的潮汐破坏。测量轨道的收缩将允许测量恒星的潮汐质量参数（$Q'_\star$），这是获得恒星内部信息的重要参数。我们分析了来自TESS的两个已知拥有近距离热彗星的目标WASP-18和WASP-19的数据，以测量当前对轨道周期变化的限制，并对$Q'_\star$提供新的约束。我们使用所有可用的TESS观测数据对凌日形状进行了建模，并拟合了每次凌日的个别凌日时间。我们使用以前公布的过境时间与我们的结果，以适应两个模型，一个恒定的周期模型，和二次轨道衰减模型，MCMC算法。我们发现WASP-18 b的$(-0.11\pm0.21)\times10^{-10}$和WASP-19 b的$(-0.35\pm0.22)\times10^{-10}$的周期变化率，我们没有发现这些目标的轨道衰变的显着证据。我们获得了WASP-18中$(1.42\pm0.34)\times10^7$和WASP-19中$(1.26\pm0.10)\times10^6$的$Q'_\star$的新下限，分别对应于$-0.45\times10^{-10}$和$-0.71\times10^{-10}$的轨道衰变率的上限，置信水平为95%。我们将我们的结果与潮汐衰变研究的其他相关目标进行比较。我们发现WASP-18 b和WASP-19 b的轨道衰变率似乎小于WA…
2022-10-28 astro-ph.EP
Theory of Figures to the 7th order and the interiors of Jupiter and Saturn
木星和土星的内部建模已经发展到了一种状态，其中生成了数千个模型，涵盖了许多参数的不确定性空间。这种方法需要一种快速的方法来计算它们的重力场和形状。此外，在土星的卡西尼号任务和正在进行的朱诺号任务提供了高达J12的引力谐波。在这里，我们报告了图形理论的扩展，这是一种用于重力场和形状计算的快速方法，到7阶（ToF 7），这允许计算高达J14。我们应用三种不同的代码来比较使用多变模型的准确性。我们将ToF 7与CMS-19 H/He-EOS一起应用于木星和土星内部模型。对于木星，我们发现，J6是最好的匹配过渡，从氦贫富信封在2-2.5毫巴。然而，大气金属丰度只有在大气层向低密度方向扰动，或者地面温度比伽利略值提高~14 K时才能达到1倍太阳能。我们的土星模型意味着在一个小的核心上有一个1.5- 4倍太阳能的Z包络。扰动的地球轨道产生金属丰度分布与扩展，重元素丰富的深内部（扩散核心）到0.4 RSat，如木星。只要内部深处富含重元素，致密、稀核或无核的经典模型都是可能的。包括一个热成风拟合观测到的风速，代表性的木星和土星模型是一致的，所有观测到的Jn值。
2021-10-28 astro-ph.EP
Revelations on Jupiter's Formation, Evolution and Interior: Challenges from Juno Results
朱诺号任务彻底改变并挑战了我们对木星的理解。随着朱诺号过渡到其扩展任务，我们回顾了木星内部结构的主要发现，这些发现与了解木星的形成和演变有关。朱诺号对木星内部结构的研究结果表明，这颗行星具有成分梯度，因此是非绝热的，具有复杂的内部结构。这些新结果意味着，目前木星形成和演化的模型需要修改。在本文中，我们讨论了潜在的形成和演化路径，可以导致一个内部结构模型与朱诺数据一致，以及它们提供的约束。我们注意到，标准的核心吸积形成模型，包括行星生长过程中的重元素富集是一致的内部是不均匀的组成梯度在其内部深处。然而，这种形成模型通常预测这个区域，可以被解释为原始的稀释核心，被限制在木星总质量的10%左右。相比之下，适合朱诺数据的结构模型意味着该区域包含30%或更多的质量。解释这个扩展区域起源的一种方法是通过调用一个相对较长的（约200万年）形成阶段，在这个阶段中，不断增长的行星吸积气体和微行星延迟了失控的气体吸积。或者，木星模糊的核心可能是巨大撞击或对流后形成的结果。这些新的场景需要一些特殊和具体的条件。这些条件的清晰度可能来自未来对其他恒星周围行星形成区域的高分辨率观测，来自对太阳系外巨行星系统的观测和建模架构，以及未来朱诺号在其扩展任务期间获得的数据。
2022-02-21 astro-ph.EP
Survival of satellites during the migration of a Hot Jupiter
Université de Genève（日内瓦大学）；Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密松天体物理中心）；UniDistance Suisse（瑞士远程大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Universität Bern（伯尔尼大学）
研究发现，热木星迁移过程中卫星的生存取决于低潮汐耗散和高卫星质量，且需初始轨道距离足够远。
2025-10-12 astro-ph.EP
Orbital decay of short-period gas giants under evolving tides
在行星形成和演化理论的背景下，人们广泛研究了许多在近轨道上的巨行星的发现以及行星和恒星潮汐对其随后轨道衰变的影响。行星轨道靠近他们的主恒星经历近距离接触，大气光蒸发，轨道演化和潮汐相互作用。在许多理论研究中，假设气体巨星的内部性质在轨道演化过程中保持不变。在这里，我们提出了一个模型，允许行星半径的变化以及行星和恒星的耗散参数的变化，所造成的行星的收缩和变化的旋转速率从强大的潮汐场。在这个半解析模型中，与不考虑这些瞬时变化的模型相比，巨行星经历了慢得多的潮汐诱导圆化。我们预测，偏心阻尼时间尺度增加约一个数量级，在最极端的情况下，过于膨胀的行星，大偏心率，当行星的潮汐特性计算根据其内部结构组成。这一发现可能对解释已知巨行星的周期偏心率分布具有重要意义，因为它可以自然地解释目前已知的大量非圆化的近周期。此外，这项工作可能有助于限制一些行星内部的模型，并有助于更好地了解潮汐如何影响太阳系外系统的轨道演化。
2019-11-27 astro-ph.EP
Benchmarking the ab initio hydrogen equations of state for the interior structure of Jupiter
本文利用新开发的氢氦状态方程，在两层模型中评估现有从头算状态方程预测木星内部结构的效率，找出分歧来源并指出建模注意事项，强调需先用简单模型基准测试氢状态方程。
2020-12-17 astro-ph.EP
Chasing the Tides: Searching for Orbital Decay Signatures in Transit Timing Data and Tidal Models for 20 Hot Jupiters
Keele University（基尔大学）；Ankara University（安卡拉大学）；University of Leeds（利兹大学）
研究通过分析20颗热木星的凌日时间数据，发现部分系统存在轨道衰减或增长，揭示了潮汐作用对行星轨道演化的影响。
2026-02-01 astro-ph.EP
Ohmic Dissipation in the Interiors of Hot Jupiters
我们提出的热木星内部的欧姆加热模型，其中我们解耦的内部和风区取代风区的边界温度TISO和磁场BPHI0。欧姆加热以两种方式影响气体巨星的收缩：通过对流区内的直接加热，以及通过对流区外的加热，这增加了内部的有效绝缘。我们计算了这些效应，并表明内部欧姆加热只有在行星达到内部熵的临界值时才能减缓冷却气体巨行星的收缩速率。我们确定的气体巨星的年龄时，欧姆加热成为重要的质量，TISO和诱导Bphi0的函数。完成参数空间的调查后，我们采用Menou（2012）的风区标度，并计算具有不同辐射水平的气体巨星的预期演化。我们发现，在这种磁阻力的情况下，很难用欧姆加热来膨胀大质量的行星或那些具有强辐射的行星，这意味着我们无法解释许多观测到的热木星半径。这与先前的进化模型相反，该模型假设恒定比例的辐射转化为欧姆功率。
2012-07-13 astro-ph.EP
Orbital decay of hot Jupiters due to nonlinear tidal dissipation within solar-type hosts
我们研究了太阳型宿主星中潮汐驱动的$g$模的激发和阻尼引起的热彗星的轨道演化。线性共振$g$模（动力潮）在恒星核心被驱动到如此大的振幅，以至于它们通过弱非线性相互作用激发了大量其他$g$模。通过求解非线性耦合模式的大型网络的动力学，我们表明，动力潮汐的非线性耗散率比线性耗散率大几个数量级。我们发现恒星潮汐品质因数$Q \approx 10^5-10^6$的系统与行星质量$M_p \geq 0.5 M_\mathrm{J}$和轨道周期$P \leq 2$天，这意味着这样的系统衰减的时间尺度是小的相比，其太阳型主机的主序星寿命。根据我们的研究结果，目前已知的系外行星系统中有$\approx 10$，包括WASP-19 b和HAT-P-36-b，其轨道衰变时间尺度比Gyr短。潮汐引起的快速轨道衰减可能解释了观测到的太阳型宿主周围$M_p \ge M_\mathrm{J}$和$P < 2$天的行星缺乏，并可能在不久的将来产生可检测的凌日变化。
2016-01-04 astro-ph.EP
The Concentric Maclaurin Spheroid method with tides and a rotational enhancement of Saturn's tidal response
我们扩展到三维的同心麦克劳林球方法获得自洽的形状和引力场的旋转液体行星，包括潮汐潜力的卫星。我们展示，第一次，行星自转速率的重要影响的气体巨星的潮汐响应。对像木星和土星这样自转速度快的行星的模拟，与非自转天体相比，在计算出的潮汐勒夫数$k_{nm}$中表现出显着的变化。土星的测试模型拟合到观测到的纬向引力多极谐波产生$k_2=0.413$，与卡西尼天体测量数据的最近观测确定一致（Lainey等人，2016）。在对土星内部自转速率、卫星参数和土星内部结构细节的合理假设下，计算出的勒夫数是稳健的。该方法是基准对几个已发表的测试案例。
2016-02-23 astro-ph.EP
Hierarchical Bayesian calibration of tidal orbit decay rates among hot Jupiters
凌日热彗星在质量比-轨道分离图中占据一个楔形区域。它的上边界被大质量、近距离行星的潮汐旋入侵蚀，对恒星潮汐耗散参数$Q_s'$敏感。我们开发了一个简单的生成模型的轨道分离分布的已知人口的过境热彗星，潮汐轨道衰减，XUV驱动的蒸发和观测选择偏差。从地面宽场过境调查中发现的热彗星观测到的轨道分离的联合可能性，相对于底层人口模型的超参数测量，我们恢复窄后验概率分布$Q_s'$在两个不同的潮汐强迫频率制度。我们使用已知潮汐参数的凌日行星模拟样本来验证该方法。我们发现，$Q_s'$和它的温度依赖性是可靠的检索超过五个数量级的$Q_s'$。一个大样本的小口径地面调查热的温度计产生$\log_{10} Q_s'=(8.26\pm 0.14)$的223个系统在平衡潮汐制度。我们没有发现$Q_s'$对恒星有效温度的显著依赖性。另外19个系统在动力潮汐制度产量$\log_{10} Q_s'=7.3\pm 0.4$，表明更强的耦合。在给定的轨道间隔尺度下，发现凌日行星的概率与它们自诞生以来潮汐迁移率的增加成反比。由此产生的偏向年轻系统解释了为什么热彗星的表面重力与其宿主恒星的色球发射通量相关。我们预测偏离一个线性的过境时间星历小于4秒的WASP-18超过20年的基线。
2018-01-31 astro-ph.EP
"Popcorn Planets" are Not Actively Inflated by Eccentricity Tides
针对质量近海王星、半径似木星的“爆米花行星”异常膨胀问题，通过高精度径向速度观测测量三颗样本的偏心率，排除偏心率潮汐主动加热的主因，提供新约束并支持存在替代加热机制。
2025-11-11 astro-ph.EP
The effect of the atmospheric C/O ratio on interiors of hot Jupiters
Leiden University（莱顿大学）；SRON Netherlands Institute for Space Research（荷兰空间研究所）；Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）
本文研究大气C/O比对热木星内部结构的影响，通过耦合一维大气模型与内部结构模型，发现高C/O比显著改变RCB温度与半径，强调需将大气成分与内部耦合考虑。
2026-09-09 astro-ph.EP
The fuzzy cores of Jupiter and Saturn
基于新内部模型，木星和土星具有模糊核，即富含重元素但与深部内部无明确区分的中心区域，其研究为行星形成演化及系外行星表征提供关键约束。
2024-03-18 astro-ph.EP
Comparing Jupiter interior structure models to Juno gravity measurements and the role of a dilute core
朱诺号航天器测量了木星的低阶，甚至引力矩，$J_2$ -$J_8$，以前所未有的精度，提供了重要的约束密度分布和核心质量的行星。在这里，我们报告的选择内部模型的基础上从头计算的氢氦混合物的计算机模拟。我们证明了一个稀释的核心，扩大到行星半径的一个重要部分，是有助于调和计算的$J_n$与朱诺号的观测。尽管模型预测受到所选状态方程的强烈影响，但预测$Z$在深金属包层中的富集超过在浅分子包层中的富集。我们估计木星的核心含有7- 25个地球质量的重元素。我们讨论了目前的困难，调和测量$J_n$的状态方程，并与理论的形成和演化的行星。
2017-07-07 astro-ph.EP
Can Jupiter's atmospheric metallicity be different from the deep interior?
本文探讨了木星是否存在深层辐射层将大气与内部隔开，发现重元素吸积可导致大气富集且构型长期稳定，从而解决了内部模型与大气成分测量之间的长期矛盾。
2024-03-24 astro-ph.EP
Study of Jupiter's Interior with Quadratic Monte Carlo Simulations
本文提出一种更高效的二次蒙特卡罗技术，用于构建匹配朱诺号和伽利略号重力数据的木星五层内部模型，并分析了温度与状态方程变化对重元素丰度推断的影响。
2023-08-09 astro-ph.EP
Connecting gravity field, moment of inertia, and core properties in Jupiter through empirical structure models
限制木星的内部结构对于了解其形成和演化历史至关重要。最近的木星内部模型符合朱诺号测量的引力场，表明木星内部不均匀，可能存在稀释的核心。然而，这些模型强烈地依赖于模型假设和所使用的状态方程。一种补充的建模方法是使用经验结构模型。这些可以用来揭示行星内部的新见解，并与标准模型进行比较。在这里，我们提出的经验结构模型的木星的密度分布是由分段多方方程。利用这些模型，我们研究了归一化转动惯量（MoI）与引力矩$J_2$和$J_4$之间的关系。考虑到只有木星的前几个引力矩测量精度很高，我们表明，一个准确和独立的测量的MoI值可以用来进一步限制木星的内部。一个独立的测量MoI的精度优于$\sim 0.1\%$可以限制木星的核心区域和密度不连续的信封。我们发现，在$\sim$ 1兆巴密度不连续的模型，将产生一个假定的氢氦分离，对应于木星的模糊核心。接下来，我们通过将它们与基于多项式的经验模型进行比较，来测试使用多面体的适当性。我们得出的结论是，这两种表示法都会产生类似的密度分布和核心质量和MoI等量的值范围。
2021-01-29 astro-ph.EP
Jupiter's Interior with an Inverted Helium Gradient
本研究提出木星包层存在外部稳定层（OSL）及倒转氦梯度，解释了其内部密度偏低现象，并发现该模型使大气重元素丰度显著增加且缩小了稀释核范围。
2025-03-31 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
Detection of Jovian seismic waves: a new probe of its interior structure
对木星内部深处的了解将为太阳系的形成提供独特的限制。对它的核心质量和全球组成的测量将揭示这颗行星是由吸积还是由直接的引力坍缩形成的。目前，木星的内部结构受到很大的限制，地震学包括识别声学本征模，提供了一种直接测量其深层声速剖面的方法，从而测量其物理特性。木星的地震学从1970年代中期就开始被考虑，但迄今为止，探测全球模式的各种尝试充其量只能导致模糊的结果。我们报告的检测木星的全球模式，根据径向速度测量与SYMPA傅立叶光谱成像仪。我们测量的全球地震参数包括最大振幅1213+/-50 μHz的频率，径向谐波之间的平均大频率间隔155.3+/-2.2 μHz和模式最大振幅49（-10/+8）cm/s，所有值与木星的当前模型一致。这一结果为基于地震学技术研究太阳系巨行星的内部结构开辟了道路。
2011-06-19 astro-ph.EP
Tidal Response of Preliminary Jupiter Model
在预期改进观测数据木星的引力场从朱诺号航天器，我们预测的静态潮汐响应的各种木星内部模型的基础上从头计算的氢氦混合物的计算机模拟。我们计算流体静力学平衡重力项使用非微扰同心麦克劳林球体（CMS）的方法，消除了冗长的扩展中使用的理论的数字。我们的方法捕获的条款所产生的耦合潮汐和旋转扰动，我们发现这是一个快速旋转的行星，如木星很重要。我们预测的静态潮汐Love数$k_2 = 0.5900$比以前的估计值大$\sim$ 10\%。正如预期的那样，该值与纬向谐波系数$J_2$高度相关，因此，当内部结构发生合理变化时，该值几乎是恒定的，同时将$J_2$固定在观察值。我们注意到，预测的静态$k_2$可能会改变由于木星的动态响应的伽利略卫星，并找到理由认为，这种变化可能是可检测的，虽然我们没有在这里提出一个理论的动态潮汐高度扁圆类木行星。木星潮汐响应的精确模型对于解释朱诺观测和识别木星引力场中其他内部动力学效应的潮汐信号至关重要。
2016-07-28 astro-ph.EP
The Discovery of a Planetary Companion Interior to Hot Jupiter WASP-132 b
热彗星通常被观测到缺乏近距离的行星伴星，这一趋势被解释为高离心率迁移的证据。我们提出了WASP-132 c（TOI-822.02）的发现和验证，这是一颗1.85 $\pm$ 0.10 $R_{\oplus}$的行星，位于热木星WASP-132 b内部的1.01天轨道上。凌日系外行星勘测卫星（TESS）和地面跟踪观测，结合审查和验证分析，使我们能够排除常见的天体物理误报，并验证观测到的WASP-132 c作为行星产生的凌日信号。对此信号运行验证工具\texttt{vespa}和\texttt{triceratops}，得到的假阳性概率分别为$9.02 \times 10^{-5}$和0.0107。对存档的CORALIE径向速度数据进行分析，得出任何1.01天信号振幅的3 $σ$上限为28.23 ms $^{-1}$，对应于37.35 $M_{\oplus}$的3 $σ$质量上限。动力学模拟表明，系统是稳定的3 $σ$的行星和轨道参数的时间尺度为$\sim$ 1亿年的不确定性。在热木星WASP-132 b附近存在一颗行星伴星，使得这颗巨行星通过高离心率迁移形成和演化的可能性非常小。WASP-132 c是热彗星附近为数不多的行星伙伴之一，它对系统的形成和热彗星作为一个群体具有重要意义。
2022-05-11 astro-ph.EP
Planet-star interactions with precise transit timing. IV. Probing the regime of dynamical tides for GK host stars
针对6个绕GK型恒星运行的热木星，研究利用TESS与地基凌星计时检验二次历表，未发现轨道衰减，从而约束动力学潮汐耗散并排除三系统IGWs完全耗散情形。
2024-10-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Retrieving interior properties of hot Jupiters with Love numbers and atmospheric measurements
本研究搭建反演框架，结合Love数与大气金属丰度观测约束，利用均匀模型与稀释核模型反演热木星内部性质，明确了所需测量精度，并对WASP-19b开展实证分析，为气态巨行星内部研究提供新路径。
2025-05-15 astro-ph.EP
The Interiors of Jupiter and Saturn
探测我们太阳系中气体巨行星的内部并不是一件容易的事。它需要一套精确的测量数据，并结合理论模型来推断行星的组成及其深度依赖性。木星和土星的质量分别是317.83和95.16地球质量，几十年来，我们知道它们主要由氢和氦组成。重元素（所有比氦重的元素）的质量以及它们在行星中的分布还没有很好的确定。虽然重元素不是木星和土星的主要物质，但它们是我们了解它们形成和演化历史的关键。行星的内部结构是从理论模型中推断出来的，这些模型通过使用氢、氦、它们的混合物和较重元素（通常是岩石和/或冰）的理论状态方程（EOSs）来拟合现有的观测约束。然而，行星结构没有唯一的解，结果取决于所使用的EOS和建模者强加的模型假设。影响内部结构的主要模型假设包括行星的层数、行星内部的热传输机制（及其熵）、核心的性质（致密与稀释）以及两个包层之间的分离位置（压力）。替代结构模型假定层之间的不太明显的划分和/或重元素的非均匀分布。今天，随着朱诺号和卡西尼号任务对木星和土星引力场的精确测量，结构模型可以进一步受到限制。与此同时，这些测量为行星建模者带来了新的挑战。
2018-12-18 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
