Super-adiabatic Temperature Gradient at Jupiter's Equatorial Zone and Implications for the Water Abundance
本研究分析朱诺号对木星赤道带的微波观测，发现其温度结构为超绝热剖面而非传统认为的绝热结构，并据此推算出该区域水丰度约为太阳值的4.9倍，修正了对巨行星大气结构与成分的认知。
2024-03-08 astro-ph.EP
Generation of equatorial jets by large-scale latent heating on the giant planets
三维数值模拟表明，由水蒸气凝结产生的大尺度潜热加热可以产生类似于气体巨星（木星和土星）和冰巨星（天王星和海王星）的多个纬向喷流。对于合理的水丰度（木星/土星上的3-5倍太阳和天王星/海王星上的30倍太阳），我们的模拟产生了木星和土星的20个纬向喷流，天王星和海王星上的3个纬向喷流，类似于在这些行星上观察到的喷流数量。此外，这些木星/土星的情况下产生赤道超旋转，而天王星/海王星的情况下产生赤道次旋转，与观测到的赤道喷流方向一致.敏感性测试表明，水的丰度，行星自转速率和行星半径都是控制因素，其中水起着最重要的作用;适度的水丰度、大的行星半径和快速的自转速率有利于赤道超自转，而大的水丰度则有利于赤道亚自转，无论行星半径和自转速率如何。考虑到木星和土星相对于天王星和海王星具有更大的半径、更快的自转速率以及可能更低的水丰度，我们的模拟因此为木星和土星上存在赤道超自转以及天王星和海王星上缺乏超自转提供了一种可能的机制。然而，土星可能会带来困难，因为我们的模拟无法解释该行星超旋转喷流的异常高速度（约400米/秒）。在我们的模拟纬向急流表现出适度的违反正压和Charney-Stern稳定性标准。总的来说，我们的模拟虽然是理想化的，但支持这样一种观点，即潜热在产生巨行星上的喷流中起着重要作用。
2009-10-22 astro-ph.EP
Linking Zonal Winds and Gravity II: explaining the equatorially antisymmetric gravity moments of Jupiter
最近对木星（朱诺）和土星（卡西尼）的重力场测量证实，存在深度分别为各自半径5%和15%的深纬向流。将纬向风引起的密度扰动与引力矩联系起来，已经成为研究气体巨星内部动力学的一个重要工具。以前的研究不同的假设，风速如何与密度异常，其衰减随深度的函数形式，反对称风在赤道平面上的连续性。大多数建议的垂直结构表现出相当平滑的径向衰减的纬向风，这似乎与观测到的长期变化的磁场和纬向风的盛行地转不一致。此外，结果依赖于人工赤道正则化或完全忽略赤道不连续性。我们赞成一种替代结构，在赤道反对称纬向风在赤道纬度带之间的$\pm 21^\circ$仍然很浅，它不会有助于重力信号。高纬度的风足以令人信服地解释测得的重力矩。我们的研究结果表明，风是地转的，即沿圆柱体恒定，在外部$3000\,$公里，并迅速衰减以下。优选的风结构比以前认为的要深50%，与测得的重力矩一致，符合磁约束和绝热大气的要求，并且不受赤道间断处理的影响。
2021-02-25 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
A Possible Mechanism to Explain the Prograde Equatorial Jet of a Jupiter-like Gaseous Giant
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Science（中国科学院上海天文台）
本文提出一种机制，通过氢气包层中的恒定层中产生的典型的水磁波解释气态巨行星大气云顶喷流的形成，影响赤道热结构，促进向东喷流的形成。
2026-03-29 astro-ph.EP
3D Structures of equatorial waves and the resulting superrotation in the atmosphere of a tidally locked hot Jupiter
本文研究了由恒星孤立激发的三维赤道陷波和由此产生的赤道超旋转喷流。以热木星HD 189733 b为例，解析求解了一组包含均匀纬向平均流的恒星定常加热线性方程组。我们还从Dobbs-Dixon & Agol（2013）对HD 189733 b的辐射流体动力学模拟中提取了大气最终平衡态的波动信息。我们发现，解析波解能够定性地解释三维模拟结果。研究波的垂直结构，使我们能够探索新的波的功能，如向西倾斜的波前有关的Rossby波共振以及双回旋的色散Rossby波。我们还尝试应用我们的线性波分析来解释Showman & Polvani（2011）在GCM中看到的与赤道急流发展相关的一些数值特征。在赤道喷流的自旋上升阶段，由于波动量通量的发散而导致的喷流的加速原则上可以通过Rossby波共振来增强，因为超旋转喷流速度接近Rossby波的相速度。然而，我们也发现，随着喷流速度的增加，Rossby波结构东移，而开尔文波结构保持近似静止，导致加速率下降。我们的喷流演化的分析模型意味着只存在一个稳定的大气平衡态，可能意味着大气的最终状态是独立的初始条件在线性制度。还讨论了局限性和未来的改进。
2014-08-20 astro-ph.EP
Jupiter's North Equatorial Belt expansion and thermal wave activity ahead of Juno's arrival
木星北赤道带（NEB，$7-17^\circ$ N）的深色在2015年似乎向北扩展到邻近的区域，与NEB的3-5年活动周期一致。甚大望远镜的热红外成像反演显示，$17-20^\circ$ N云顶的气溶胶不透明度适度变暖和减少，这表明扩展扇区的沉降和干燥。在此期间确定了两个新的热波：（i）在NEB中部的对流层上层热波（波数16-17，170毫巴时振幅2.5 K），与霾反射率反相关;（ii）在$20-30^\circ$ N的平流层波（波数13-14，5毫巴时振幅7.3 K）。两者都是准静止的，仅限于向东的纬向流区域，并且在形态上类似于在以前的膨胀事件中观察到的波。
2017-08-17 astro-ph.EP
Meteorology of Jupiter's Equatorial Hot Spots and Plumes from Cassini
我们提出了一个更新的分析木星的赤道气象卡西尼观测。在航天器最接近之前的两个月里，成像科学子系统（ISS）定期对大气层进行成像。我们制作了这一时期的延时电影，以分析赤道热点的动态及其与邻近纬度的相互作用。热点在可见光波长图像上是准稳定的矩形暗区，其东部边缘与周围的云层形成鲜明对比，但西部边缘则与邻近的赤道羽流形成模糊的边界。热点在几天和几周的时间尺度上表现出大小和形状的显著变化。其中一些变化与来自邻近纬度的涡旋系统与热点相互作用相对应。在黑暗区域的南部和东南部存在着强烈的反气旋环流，似乎正在循环进入热点。令人印象深刻的，明亮的白色羽状物占据了热点之间的空间。紧凑的卷云状的“滑板车”云快速流过羽流，然后消失在黑暗的区域。这些云以150-200米/秒的速度移动，比100米/秒的热点和羽流漂移速度快得多。这就提出了一种可能性，即滑板车云可能更能说明这些纬度上的实际急流速度。大多数以前发表的纬向风廓线代表的漂移速度的热点在其纬度的模式匹配的整个纵向图像带。然而，如果赤道上被捕获的Rossby波的向下分支控制了热点的整体外观，则波的向西相速度导致低估了真实的急流速度。
2013-02-01 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
Shear-driven instabilities and shocks in the atmospheres of hot Jupiters
热彗星大气的大气环流模式已经显示出超音速向东赤道急流的存在。本文通过求解标准欧拉方程，研究了压缩性对大气动力学的影响。这是通过一系列的模拟赤道β-平面近似的框架内使用有限体积激波捕捉代码RAMSES。在低分辨率下，我们恢复了文献中描述的经典结果：我们发现一个强大而稳定的超音速赤道射流的几公里/秒，显示没有签名的冲击。我们接下来表明，射流纬向速度显着依赖于网格纬向分辨率。当该分辨率足够精细以正确地分辨喷流时，后者受到开尔文-亥姆霍兹不稳定性的影响。急流的纬向平均速度表现出有规律的振荡，典型的时间尺度为几天，振幅约为急流速度的15%。我们还发现了令人信服的证据，在几个酒吧的压力水平的垂直剪切不稳定的发展。它似乎是负责增加向下的动能通量，显着影响深层大气的温度，并似乎作为一种形式的赤道急流的阻力。这种不稳定性也会产生向上传播的速度波动，并在几毫巴的压力水平下变陡成弱冲击。我们得出的结论是，热木星赤道急流对于正压开尔文-亥姆霍兹不稳定性和垂直剪切不稳定性都可能不稳定。在使用更现实的模型确认后，这两种不稳定性可能导致大气风的显着时间变化，可能会提供一个小规模的耗散机制的流动，并可能有后果的内部演变的热对流。
2016-03-10 astro-ph.EP
Explaining Jupiter's magnetic field and equatorial jet dynamics
宇宙飞船的数据揭示了一个非常类似地球的木星磁场。这是令人惊讶的，因为数值模拟表明，类地行星和气体行星内部的巨大差异会强烈影响内部发电机过程。在这里，我们提出了第一个数字发电机，管理相匹配的结构和观测到的磁场的强度，拥抱木星内部的最新模型。模拟发电机的行动主要发生在深高电导率区域，而纬向流动态约束到一个强赤道射流在低电导率的外包层。我们的模型再现了观测到的全球磁场的结构和强度，并预测与赤道急流相关的次级发电机作用产生了朱诺号任务可能观测到的带状磁特征。在我们的模型中的长期变化的规模约为每年2000 nT，也应该在一年的名义任务持续时间观察。
2014-07-25 astro-ph.EP physics.geo-ph
Jupiter's North Equatorial Belt and Jet, I, Cyclic expansions and planetary waves
本文简要介绍了1986年至2010年木星北赤道带（NEB）的活动，以及其南部边缘的黑暗形成和内部的明亮条纹（“裂缝”）的速度。特别是我讨论NEB扩张事件（NEE），在这段时间内每3-5年发生一次，以及NEB的各种特征如何参与其中。我提出的证据表明，东北偏东不仅影响北部边缘，但整个宽度的带。它开始于一个明亮的裂谷的爆发，这个裂谷比平常更偏北，移动也更慢;这通常与第一次向北喷射黑暗物质到N。热带地区，但通常裂谷也向南扩展，横跨NEB的宽度。NEB的黑暗结构通常会受到影响，就像它们在其他时候与裂缝的单独相互作用一样;它们可能会被破坏或加剧，并且它们通常会减速。同时，NEB向北扩展，随后出现新的黑色“驳船”和NEBn喷流两侧的白色椭圆。NEBs暗物质形成的速度随它们的平均间距而变化，这与流行的假设一致，即它们是行星Rossby波。在2000年以来的大多数幽灵中，我们也检测到了更小，更快的特征（120米/秒）。我认为这些波是同一类型的波，但频率更高，而且它们的速度略低于正常情况下云顶的真实风速。
2017-07-11 astro-ph.EP
The Io, Europa and Ganymede auroral footprints at Jupiter in the ultraviolet: positions and equatorial lead angles
利用Juno-UVS前43圈轨道数据，首次建立艾奥、欧罗巴与盖尼米得南北半球赤道超前角的经验模型，并据此估计阿尔文传播时间、验证JRM33映射精度及改进十米波辐射解释。
2023-04-28 astro-ph.EP
Jupiter's Equatorial Plumes and Hot Spots: Spectral Mapping from Gemini/TEXES and Juno/MWR
我们提出了多波长测量的热，化学和云的对比度与可见的黑暗的形成（也被称为5- $μ$ m热点）和干预明亮的羽流之间的边界木星的赤道带（EZ）和北赤道带（NEB）。2017年3月，双子座北望远镜的TEXES 5-20 $μ$ m光谱仪进行的观测揭示了12个热点的对流层上层特性，这些特性与朱诺号使用微波辐射计（MWR），5 $μ$ m的JIRAM和朱诺号可见光图像进行的测量直接比较。MWR和热红外光谱结果在0.7巴附近是一致的。中红外气溶胶不透明度与可见光和5- $μ$ m不透明度图的结果一致。气溶胶对比度，云羽和气溶胶耗尽的热点的定义特征，是不是一个很好的代理微波亮度。与$p<1$ bar下的环境相比，热点既不均匀地更热，也不均匀地贫氨。在0.7巴时，热点边缘的微波亮度与NEB内的其他特征相当。相反，热点在1.5巴时更亮，表明温度较高和/或深度的NH $_3$耗尽。温度和氨在热点内是空间可变的，因此观测的精确位置对它们的解释很重要。反射羽流有时会增强NH $_3$、寒冷的温度和升高的气溶胶不透明度，但每个羽流看起来不同。无论是羽流还是热点都没有微波签名的通道传感$p>10$酒吧，这表明热点/羽流波是一个相对较浅的功能。
2020-05-14 astro-ph.EP
Moist Convection and the 2010-2011 Revival of Jupiter's South Equatorial Belt
木星南赤道带（SEB）从2009-2010年的褪色变白状态转变为正常的棕色外观是通过2010年11月至2011年11月之间的热红外（5-20 $μ$ m）和可见光成像的比较记录的。SEB的复苏包括在$\sim100$天内触发的对流喷发，可能是由水冷凝释放的潜热驱动的。羽流从水云底部上升，最终在稳定层结的对流层上层发散和冷却。热红外图像是在2010年11月9日业余观测者首次探测到SEB扰动后2天获得的。随后的图像显示，寒冷，puperous反气旋和多云的羽流顶部周围温暖，无云的条件下，在他们的外围。大部分的羽流都是从$140-160^\circ$ W附近的单一来源喷发出来的，与褪色期间形成的一艘棕色驳船的残留气旋环流相吻合。另外的羽流从中心扰动的前缘爆发，就在源的东面。对流层羽流激发了SEB上空的平流层热波，表明湿对流和平流层波动活动之间存在直接联系。干燥、不饱和的空气下沉，使对流层变暖，白色气溶胶消失。无气溶胶的空气通过纬向气流重新分布在整个SEB中，随后向西移动的南支和向东移动的北支在$\sim200$天内恢复了棕色。2011年9月，热带风暴西北方向的对流活动恢复正常。因此，湿对流可能在控制SEB生命周期的时间尺度和大气变化方面发挥重要作用。[摘要]
2017-01-04 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 Magnetic Mechanism for Hotspot Reversals in Hot Jupiter Atmospheres
利用浅水磁流体动力学（SWMHD）系统的非线性数值模拟和赤道SWMHD波的线性分析，研究了热对流层中磁驱动热点的变化（与大气风的变化有关）。在流体动力学模式中，中高纬地转环流导致赤道热能由西向东的净传递，从而驱动热点向东偏移。我们发现，一个强大的环形磁场可以阻碍这些能量传输循环。这导致风与磁场对齐，并在热点区域产生向西的洛伦兹力加速度，最终导致热点向西偏移。在随后的线性分析中，我们发现，这种逆转机制有一个赤道波类比的行星尺度赤道磁Rossby波。我们将我们的研究结果与三维MHD模拟进行了定量和定性比较，确定了磁驱动热点和风逆转机制之间的联系。我们使用开发的理论，以确定物理动机的反转标准，这可以用来放置约束超热超导体的磁场与观察到的向西热点。
2021-07-15 astro-ph.EP physics.flu-dyn
Influence of penetration depth on jets on giant planets: equatorial jet direction, jet numbers, and jet energy fraction
The University of Chicago（芝加哥大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Exeter（埃克塞特大学）
本文通过二维准地转模型研究穿透深度如何影响喷流结构，发现穿透深度决定赤道喷流方向及能量分配，揭示了巨行星喷流差异的机制。
2026-04-17 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
Magnetohydrodynamic Simulations of Hot Jupiter Upper Atmospheres
热木星上层大气的二维模拟，包括行星的磁场。目标是探索磁场对被恒星EUV辐射电离和加热的大气层的影响，以及这些影响对Ly $α$透射光谱的影响。模拟是轴对称的，等温的，包括旋转和方位角平均恒星潮汐。质量密度通过电离平衡的假设转换为原子氢密度。在以往的分析计算中发现的三带结构-极地死区，中纬度风区，赤道死区-得到了证实。对于一个与木星相当的磁场，赤道死区，它被磁场限制并与行星共转，至少贡献了一半的凌日信号。对于更强的领域，在中纬度风区逃逸的气体被发现有一个较小的贡献比赤道死区的过境深度。通过与HD 209458 b和HD 189733 b的HST STIS和ACS数据的比较，发现当氢电离层为磁主导时，对于偶极磁场$B_0 > 10\ {\rm G}$，渡越深度随磁场强度的增大而增大。因此，除了热结合能与重力结合能之比等标准量外，凌日深度对磁场强度也很敏感。
2014-04-23 astro-ph.EP
Jupiter's South Equatorial Belt cycle in 2009-2011: II, The SEB Revival
南赤道带的复兴（SEB）是一种大规模的有组织的扰动。它开始于一个单一的强烈爆发，从这个爆发开始，能量风暴和扰动以不同的纬向气流在地球上传播。2010年开始的复兴比之前的任何一次都更好地被观测到。观测结果在很大程度上验证了这些事件的历史描述：其中描绘的主要特征，尽管分辨率较低，确实是这里描述的大型结构特征。我们对2010年SEB复兴的主要结论如下，我们表明，其中大部分可能是典型的SEB复兴。1)复兴号以一个明亮的白色羽毛开始。2)最初的羽流以一个预先存在的气旋椭圆形（“驳船”）爆发。随后的白色羽流继续出现在这艘驳船的轨道上，这是整个复兴号的地下来源的位置。3)这些羽流在甲烷吸收带中非常明亮，即冲到非常高的高度，特别是在新的时候。4)明亮的甲烷明亮的羽流也出现在中央分支的前缘。总共有7个羽流出现在源头，至少有6个沿着前缘。5)爆发的中心分支由大型对流单体组成，每个单体都由一个明亮的羽状物发起，羽状物只占据每个单体的一部分，而一个非常黑暗的条纹定义了它的西部边缘。6)南支开始变暗，并在缓慢后退的波列中突然加速先前存在的微弱斑点。7)随后在南支的暗点是复杂的结构，而不是连贯的漩涡。8)南部分支的黑点具有典型的SEB急流速度，但异常远南。
2017-07-11 astro-ph.EP
Mid-Infrared Mapping of Jupiter's Temperatures, Aerosol Opacity and Chemical Distributions with IRTF/TEXES
木星大气温度、气体成分和气溶胶不透明度的全球地图是利用美国航天局红外望远镜设施上的得克萨斯梯形交叉梯形摄谱仪进行的一项5-20 $μ$ m中红外线分光观测方案得出的。2014年12月8个光谱通道的图像立方体，光谱分辨率为$R\sim2000-12000$，空间分辨率为$2-4^\circ$纬度，被反转以生成对流层和平流层温度的3D图，对流层上部气溶胶、磷化氢和氨的2D图，以及平流层乙烷和乙炔的2D图。卡西尼复合红外光谱仪（CIRS）观测卡西尼号的最接近木星在2000年12月期间获得的重新分析的结果进行比较，表明这种新的档案地基测绘光谱可以匹配和超越以前的调查质量，并将允许未来的研究木星的不断变化的大气。我们确定中红外签名的木星的5- $μ$ m热点通过同时的M，N和Q-波段的观测，这被解释为温度和氨的变化，在北赤道带（NEB）的边缘。富含NH $_3$气体的赤道羽流位于NEB边缘的NH $_3$干燥“热点”东南。在5-20 $μ$ m范围内的几个通道中的热点位置的比较表明，这些异常区域随高度向西倾斜。气溶胶和PH值$_3$都在赤道富集，但并不与NH $_3$羽流共存。对流层PH $_3$、平流层碳氢化合物和二维风场的分布存在半球不对称性。在2000年和2014年，木星北部中纬度地区的平流层明显比南部温暖。[删节]
2017-06-13 astro-ph.EP
Jupiter's North Equatorial Belt and Jet, II, Acceleration of the jet and the NEB Fade in 2011-12
本文描述了近年来北赤道带（NEB）的正常特征，特别是在NEB南缘（NEB，7 N）出现的被认为代表急流波动的大型暗层，以及NEB扩张事件（NEE），其中NEB带每隔3 ~ 5年向北扩展。在这里，我描述了2011-12年发生的一系列明显协调的变化，这些变化发生在2008年和2010年更局部化的前兆之后。(1)一个个巨大的NEB暗阵，渐渐消失，直至消失无踪。(2)在NEB的扇区中，较小的黑暗特征都以前所未有的超快速度移动，只要它们持续存在，就会受到少数正常特征的调制，然后进一步加速，达到139-151米/秒。(3)裂缝（对流白云的膨胀系统）也从NEB消失。(4)NEB北部的一半逐渐褪色（变白），直到只有一个狭窄的南部NEB，比近一个世纪以来更窄，更暗。这些变化对理解该地区的动态有几个深刻的影响。首先，NEB与7S（SEBn）的等效喷流具有相同的外观、动力学和速度，这支持了这两个喷流基本上是对称的观点，其基础喷流的速度范围为150-170 m/s。其次，这种喷流在地表的表现通常被大型缓慢移动的地层所抑制，这些地层可能是Rossby波。第三，对流裂谷活动的减弱可能促进了大型暗色地层的消失和带的变窄。第四，这些变化似乎代表着1912年以前存在的情况的回归，当时这种现象很常见，并且周期性地伴随着强有力的NEB复兴。事实上，这样的复兴将在2012年接踵而至。
2018-09-25 astro-ph.EP
Quenching-driven equatorial depletion and limb asymmetries in hot Jupiter atmospheres: WASP-96b example
本文通过 WASP-96b 的三维 GCM 模拟，研究热木星大气中金属丰度增加如何移动淬灭层位置并导致 CH₄、NH₃ 和 HCN 赤道耗竭，进而利用晨昏临边不对称性区分不同化学状态的大气。
2024-02-22 astro-ph.EP physics.ao-ph
Jupiter's Atmospheric Variability from Long-Term Ground-based Observations at 5 microns
木星的带状结构经历了强烈的时间变化，由于尚未了解的物理过程，以复杂和动荡的方式改变了带和带的可见光和红外外观。在这项研究中，我们使用1984年至2018年期间由安装在夏威夷红外望远镜设施和智利甚大望远镜上的8种不同仪器捕获的地面5- $μ$ m红外数据来分析和表征木星云形成区域在1-4 bar压力水平下的长期变化。数据显示，主要在赤道和热带纬度有很大的时间变化，在中纬度有较小的时间变化。我们还比较了5- $μ$ m-亮区和暗区与可见区和可见带的位置，我们发现这些区域并不总是位于同一地点，特别是在南半球。我们还提出了Lomb-Scargle和小波变换分析，以寻找可能的亮度变化的周期性，可以帮助我们了解它们的起源和预测未来的事件。我们看到这些变化中的一些在4-8年的时间间隔内周期性地发生。这些时间间隔的原因还不清楚，我们探索潜在的连接到两个对流过程中的更深的天气层和动力学过程在对流层和平流层上部。最后，我们进行了主成分分析，揭示了一个明确的相关性的5- $μ$ m亮度变化之间的北赤道带和南赤道带，这表明在这些带的变化之间的可能联系。
2019-06-26 astro-ph.EP
First direct measurement of auroral and equatorial jets in the stratosphere of Jupiter
上下文木星的对流层风型由交替的顺时针和逆行的纬向喷流组成，典型的速度可达100米/秒。在更高的高度，在电离层中，发现了强烈的极光喷流，速度为1-2公里/秒。在地球的平流层中没有这样的直接测量。目的。在本文中，我们通过直接测量木星平流层的风速来弥补这些测量之间的高度差距。方法.我们使用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列的非常高的光谱和角分辨率成像的木星平流层反演风速作为纬度的函数，通过拟合多普勒频移引起的风的谱线。结果我们第一次探测到位于1毫巴的赤道纬向喷流，即木星准四年振荡发生的高度以上。最值得注意的是，我们发现300-400米/秒的非纬向风在0.1毫巴以上的极地地区下面的主要极光椭圆形。它们是反向旋转的，位于电离层极光风下方数百公里处。我们怀疑它们是电离层极光风的下尾。结论.我们首次直接探测到木星平流层的强风。它们在低至中纬度是纬向的，而在极地纬度是非纬向的。在极纬发现的风系统可能有助于提高化学络合的效率，限制在一个大的高能电子沉淀的区域的光化学产品。
2021-03-22 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.space-ph
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
Confirmation and characterisation of three giant planets detected by TESS from the FIES/NOT and Tull/McDonald spectrographs
我们报告了TESS探测到的三颗小行星TOI-1820~b、TOI-2025~b和TOI-2158~b的确认和特征。通过我们使用FIES和Tull摄谱仪的地面工作，我们已经确认了这些行星并描述了它们的轨道，并发现TOI-1820~b、TOI-2025~b和TOI-2158~b的周期分别为$4.9$ ~d、$8.9$ ~d和$8.6$ ~d。行星的大小在0.96到1.14木星半径之间，质量在0.8到4.4木星质量之间。对于其中两个系统，即TOI-2025和TOI-2158，我们看到径向速度的长期趋势，表明两个系统中的每个系统中都存在外伴星。对于TOI-2025，我们还发现该恒星与轨道很好地对准，投影的双折射率为$9^{+33}_{-31}$ ~ $^\circ$。由于这些行星都是在相对明亮的系统（V $\sim$ 10.9-11.6等）中发现的，它们非常适合进一步研究，这可能有助于揭示热和温暖的彗星的形成和迁移。
2022-09-05 astro-ph.EP
Calibration of MAJIS (Moons And Jupiter Imaging Spectrometer): I. On-ground setup description and characterisation
本研究介绍了JUICE航天器搭载的MAJIS发射前的地面校准装置搭建、性能表征及校准测量概况，为该仪器的辐射、光谱等校准提供支撑。
2025-02-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Storms and the Depletion of Ammonia in Jupiter: II. Explaining the Juno Observations
朱诺号宇宙飞船对木星深层大气的观测揭示了几个令人困惑的事实：氨的浓度在几十巴的压力下是可变的，并且强烈依赖于纬度。虽然大多数纬度的氨含量都很低，但木星赤道带的氨含量很高，而且几乎与深度一致。与此同时，赤道带的独特之处在于它没有闪电，而闪电在地球上的其他地方都很普遍。我们表明，一个模型占存在的小规模对流和水风暴起源于木星的深层大气占的意见。在地球上观察到强雷暴的地方，我们估计富含氨的冰雹（“蘑菇球”）的形成和随后的下降气流可以有效地耗尽上层大气中的氨，并将其有效地输送到更深的层次。在赤道区，没有雷暴表明这一过程没有发生，这意味着小尺度对流可以维持该地区的近均匀性。一个简单的模型满足质量和能量平衡占朱诺号的MWR观测的主要特点，并成功地再现了氨丰度和闪电率之间的负相关性作为纬度的函数。我们预测，在氨耗尽的地区，水也应该耗尽到很深的地方。冷凝物在远比其冷凝水平更深的地方才能通过对流很好地混合，这一事实对我们理解木星的深层内部和一般的巨行星大气层产生了影响。
2020-12-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
A magnetically driven equatorial jet in Europa's ocean
近几十年来，来自太空任务的数据提供了强有力的证据，证明木星的几个卫星，特别是木卫二，在薄薄的外层冰壳下存在着深层液体海洋。但这些观测也提出了许多关于冰下产生的海洋运动或导致木卫二上观测到的地质特征的机制的未解问题。通过对木卫二内部的直接数值模拟，我们发现木星的磁场在赤道产生了一个逆行的海洋射流，这可能会影响木卫二海洋的全球动力学，并通过对木卫二的冰壳施加单向扭矩来促进其表面特征的形成。
2019-03-11 astro-ph.EP physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Magnetosphere-ionosphere coupling in Jupiter's middle magnetosphere: computations including a self-consistent current sheet magnetic field model
本文考虑自洽计算的磁盘场结构对木星磁层-电离层耦合电流系统的影响。我们发现方位电流强度和磁场线的拉伸依赖于磁层-电离层耦合电流系统参数，即电离层Pedersen电导率和电离等离子体质量流出率。然而，总的来说，赤道磁场轮廓获得的是类似的内部区域中的那些先前使用的，使得电流是相同的顺序作为先前的解决方案使用一个固定的经验赤道磁场强度模型，虽然外部边缘场的电流盘的行为，以扭转外部区域中的场对准电流。我们还发现，虽然在内部区域的方位角电流是由热等离子体压力为主，一般被认为是在木星的情况下，使用一个现实的等离子体角速度配置文件实际上导致离心电流成为占主导地位的外磁层。此外，尽管磁层-电离层耦合电流系统参数的方位电流的强度的依赖性，在赤道平面的峰值场向电流的位置也发生变化，使得电离层的位置保持大致恒定。因此，它被发现，需要显着的变化来解释使用哈勃太空望远镜观察到的主要椭圆形位置的变化的离子等离子体盘的质量密度。
2011-08-16 astro-ph.EP physics.space-ph
Physical characterisation of near-Earth asteroid (1620) Geographos. Reconciling radar and thermal-infrared observations
Yarkovsky（轨道漂移）和YORP（自旋状态变化）效应在小行星的动力学和物理演化中起着重要的作用。对这些观测到的效应和热红外观测进行热物理建模，可以对单个小行星进行详细的物理定性。我们对近地小行星（1620）Geographos进行了详细的物理表征，它是一个潜在的流星流源和前航天器目标，使用的技术与Rozitis等人（2013）之前使用的技术相同。我们使用先进的热物理模型（ATPM）上公布的光变曲线，雷达和热红外观测，以限制Geographos的热物理性质。衍生的属性是用来进行详细的预测Yarkovsky轨道漂移和YORP旋转加速度，然后与已发表的测量结果进行比较，以确定Geographos的体积密度。我们发现Geographos的热惯性为340 + 140/-100 J m-2 K-1 s-1/2，粗糙度分数> 50%，当使用光变曲线导出的形状模型时，体积密度为2100 + 550/-450 kg m-3，雷达导出的最大赤道直径为5.04 +/-0.07 km。同时还发现，雷达观测由于其近赤道的视角而高估了Geographos形状模型中的z轴。如果在模型拟合中保持其有效直径不变，这将导致与热红外观测的拟合较差。Geographos的热惯量略高于其大小的近地小行星的典型值，其体积密度表明其内部结构为碎石堆。形状模型z轴的巨大不确定性可能解释了为什么雷达和热红外观测有时对其他小…
2014-07-08 astro-ph.EP
Detection and characterisation of a 106-day transiting Jupiter : TOI-2449 b / NGTS-36 b
发现一个公转周期为106天的木星大小行星，具有精确的质量和半径，为研究行星形成和大气化学提供新见解。
2025-09-18 astro-ph.EP
Cycles of Activity in the Jovian Atmosphere
木星的带状外观可能会出现不变的休闲观察者，但仔细检查揭示了一个动态的，不断变化的系统的带和区域具有不同的活动周期。识别这些长期周期需要访问跨越多个木星年的数据集，但解释它们需要与可见颜色变化相关的热，化学和气溶胶变化的多光谱特征。朱诺号探测木星的地球支持活动已经描述了赤道和温带地区的两次剧变事件，这是木星长期周期的一部分，其潜在来源可以通过朱诺号对木星深层大气的探测来揭示。
2017-08-17 astro-ph.EP
The role of Jupiter in driving Earth's orbital evolution: an update
在未来的几十年里，预计会发现第一颗真正的类地系外行星。这些行星的特征将在确定哪些行星被选为寻找太阳系以外生命的目标方面发挥至关重要的作用。在表征和选择过程中将考虑的许多变量之一是所讨论的系外地球潜在气候变化的性质。在我们自己的太阳系中，地球的长期气候是由几个因素驱动的-包括生命对我们大气的改变影响，以及太阳光度的时间演变。太阳系中其他行星的引力影响增加了一个额外的复杂性-驱动米兰科维奇循环，这些循环被认为是导致过去几百万年来主导地球气候的一系列冰川和间冰期的原因。在这里，我们提出了一个大型的动力学模拟套件的结果，调查地球的米兰科维奇循环的巨大行星木星的影响。如果木星位于不同的轨道上，我们发现地球轨道的长期变化将显着不同。我们的研究结果说明了行星系结构的微小差异如何导致其中行星的潜在可居住性发生显著变化，并且是开发一种方法来解释我们太阳系以外行星上气候变化性质的重要第一步。
2015-11-19 astro-ph.EP
The GAPS Programme at TNG LXVII. Detection of water and preliminary characterisation of the atmospheres of the two hot Jupiters KELT-8 b and KELT-23 Ab
本研究利用 TNG/GIANO-B 近红外高分辨率透射光谱探测两颗热木星，首次确认其大气含水并反演丰度、金属度和 C/O 比，进而约束其在富氧雪线内的形成吸积历史。
2025-02-19 astro-ph.EP
Investing in the Unrivaled Potential of Wide-Separation Sub-Jupiter Exoplanet Detection and Characterisation with JWST -- Strategic Exoplanet Initiatives with HST and JWST White Paper
本白皮书倡议用JWST开展大尺度近邻年轻星区成像巡天，通过双波段日冕仪与自参考PSF扣除技术高效探测宽轨道亚木星系外行星，为行星形成演化研究提供新样本与约束。
2024-08-14 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
ARES II: Characterising the Hot Jupiters WASP-127 b, WASP-79 b and WASP-62 b with HST
本文介绍了三颗大型气态行星的大气特征：WASP-127 b，WASP-79 b和WASP-62 b。我们使用Iraclis管道和TauREx 3检索代码分析了哈勃太空望远镜（HST）机载宽视场相机3（WFC 3）的G141棱镜（1.088 - 1.68 $μ$ m）获得的光谱数据，这两个都是公开的。对于WASP-127 b，这是迄今为止发现的密度最小的行星，位于短周期海王星沙漠，我们的检索结果发现了强烈的吸水性，对应于log（H $_2$ O）= -2.71 $^{+0.78}_{-1.05}$的丰度，以及与log（FeH）= $-5.25^{+0.88}_{-1.10}$的铁氢化物丰度兼容的吸收，具有扩展的多云大气。我们还在WASP-79 b和WASP-62 b的大气中检测到水蒸气，最佳拟合模型也表明存在氢化铁。我们使用大气可探测性指数（ADI）以及贝叶斯日志证据来量化探测的强度，并将我们的结果与Tsiaras等人2018年的热木星种群研究进行了比较。虽然这里研究的所有行星都适合用詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）和Ariel等即将到来的设施进行表征，但WASP-127 b由于其低密度而特别令人感兴趣，并且彻底的大气研究将发展我们对行星形成和迁移的理解。
2020-09-17 astro-ph.EP
Disruption of Saturn's Quasi-Periodic Equatorial Oscillation by the Great Northern Storm
对整个太阳系行星的观测表明，地球并不是唯一拥有自然的年际大气循环的行星。地球、木星和土星的赤道中层大气都表现出一种非常相似的现象--一种垂直的循环模式，交替的温度和纬向（东西向）风状态以明确的多地球年周期缓慢向下传播。地球的准两年振荡（QBO，在平流层较低的地方观察到，平均周期为28个月）是我们的气候系统所表现出的最有规律的，可重复的周期之一，然而最近的工作表明，这种规律性可以被发生在远离赤道地区的事件所破坏，这是一种被称为大气遥相关现象的例子。在这里，我们发现，土星的赤道准周期振荡（QPO，与~15年的周期）也可以显着扰动。2010年12月，土星北部中纬度地区爆发了一场强烈的春季风暴，在$40^\circ$ N的平流层中产生了一个巨大的热漩涡，持续了3年。在远离风暴的地方，卡西尼号的温度测量显示整个赤道地区都出现了0.5-5毫巴的$\sim10$ -K急剧冷却，扰乱了QPO的常规模式，并显著改变了中层大气风结构，这表明北方风暴产生的波浪向赤道风系统注入了向西的动量。因此，和地球上一样，中纬度地区的气象活动可以对热带地区的常规大气循环产生深远的影响，这表明波可以在形成巨行星中层大气的现象之间提供水平遥相关。
2018-03-21 astro-ph.EP
The Old and New Meanings of Cloud 'Belt' and 'Zone': A Study of Jovian and Saturnian Atmospheric Banding
本文报道了木星和土星云带亮度随纬度的变化。赤道附近明亮的木星带位于大气反气旋环流的区域。相比之下，土星上明亮的赤道带与气旋运动有关。云带术语“地带”和“云带”的现代定义与它们的旧含义不同。
2014-12-24 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
Characterisation of the upper atmospheres of HAT-P-32 b, WASP-69 b, GJ 1214 b, and WASP-76 b through their He I triplet absorption
本研究通过高分辨率 He I 三重态吸收观测结合1D流体动力学与非局部热力学平衡模型，表征了多颗系外行星的上层大气状态与质量损失率，发现光蒸发外流通常非常轻。
2023-04-07 astro-ph.EP
A dispersive wave pattern on Jupiter's fastest retrograde jet at $20^\circ$S
在南赤道带南部边缘20 S处木星最快的逆行喷流（SEBs）上发现了一种紧凑的波型。在2010年至2015年期间，业余观测的反射太阳光、甚大望远镜的热红外成像和红外望远镜设施的近红外成像中都发现了这种波。当SEB相对静止且缺乏大规模扰动时，存在波形图案，并且当带经历褪色（白化）时，波形图案特别显著。它通常不存在时，SEB表现出其通常的大规模对流活动（“裂缝”）。在几个时期内跟踪波型和其南部边缘的相关白色椭圆允许测量色散关系，显示相速度（-43.2至-21.2米/秒）和纵向波长之间的强相关性，其变化范围为4.4-10.0度。在观测过程中的经度。红外线成像探测到对流层上部的低压，表明这波被限制在云顶附近。波以较慢的相速度向西移动（即，小于峰值逆行风速（-62 m/s），因此相对于SEBs急流峰值向东移动。不像逆行NEBn喷流附近17 N，这是一个强烈的垂直风切变，有时主机Rossby波活动的位置，SEBs喷流保持逆行整个对流层上部，这表明SEBs模式不能被解释为一个经典的Rossby波。卡西尼得出的风速和温度表明，涡度梯度是由斜压项占主导地位，并成为负（改变符号）在一个区域附近的云顶水平（400-700毫巴）与SEBs，这表明斜压起源的弯曲波图案。[Abr]
2016-05-25 astro-ph.EP
Empirical evidences for a planetary modulation of total solar irradiance and the TSI signature of the 1.09-year Earth-Jupiter conjunction cycle
利用1978年以来由ACRIM和PMOD卫星提供的太阳总辐照度（TSI）时间序列资料，对TSI时间序列进行了分析。我们发现行星引起的强迫和调制太阳活动的经验证据。功率谱和直接数据模式分析揭示了1.09年地球-木星合相周期的清晰特征，特别是在太阳活动周期23的最大值期间。这似乎表明，在太阳活动极大期，太阳的木星一侧稍微亮一些。当地球每1.09年穿过太阳-木星合线时，就会观察到这种效应。在TSI记录中观察到多个光谱峰，这些光谱峰与已知的行星谐波相一致，例如水星、金星、地球和木星之间的春季、轨道和会合周期：水星-金星春季潮汐周期（0.20年）;水星轨道周期（0.24年）;金星-木星大潮周期金星-水星会合周期（0.40年）;金星-木星会合周期（0.65年）;以及金星-地球春季潮汐周期（0.80年）。强有力的证据也发现了一个0.5年的TSI周期，这可能是由地球每年两次穿越太阳赤道平面驱动的，并可能表明纬度太阳光度不对称。由于春季和会合的行星周期似乎是本和TSI签名的振幅出现在太阳黑子周期最大值增强，我们推测，在年度和次年度尺度的引力和电磁行星太阳相互作用和内部非线性反馈可能调制太阳活动。引力潮汐力应该主要强调弹簧周期，而电-磁力可能与太阳摆动动力学有关，并将主要强调会合周期。
2013-07-29 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
HATS-43b, HATS-44b, HATS-45b, and HATS-46b: Four Short Period Transiting Giant Planets in the Neptune-Jupiter Mass Range
我们报告发现四个短周期的太阳系外行星过境中等明亮的恒星从光度测量的HATSouth网络耦合到额外的光谱和光度的后续观测。虽然行星的质量范围从0.26到0.90 M $_J$，但半径都近似于木星半径，导致体积密度范围很广。这些行星的轨道周期在2.7 d到4.7 d之间，其中HATS-43 b的轨道看起来有点非圆（e= 0.173 $\pm$ 0.089）。HATS-44以高金属丰度（[Fe/H]= 0.320 $\pm$ 0.071）而著称。主星的光谱型范围从晚F到早K，它们都是中等亮度（13.3<V<14.4），允许执行未来详细的后续观测。HATS-43 b和HATS-46 b的预期透射信号分别为2350 ppm和1500 ppm，是特别适合通过透射光谱进行大气表征的目标。
2017-07-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Characterisation of the Warm-Jupiter TOI-1130 system with CHEOPS and photo-dynamical approach
本文利用CHEOPS和ASTEP+新数据对TOI-1130双凌星行星系统进行光动力学分析，精确测定行星质量（精度<1.5%）和半径，并揭示其位于共振区外的潮汐演化状态。
2024-07-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Jupiter's cloud-level variability triggered by torsional oscillations in the interior
本文提出木星内部的磁扭转振荡调制热量传输从而引发对流层带状变率，结合JRM33等模型计算波速，发现其半周期与观测到的木星带区变率循环一致，为研究木星内部动力学提供了新窗口。
2023-05-20 astro-ph.EP physics.flu-dyn physics.geo-ph
A hot Jupiter around the very active weak-line T Tauri star TAP 26
我们报告的结果，扩展分光偏振和光度监测的弱线金牛座T星TAP 26，进行内的MaTYSSE方案与ESPaDONS分光偏振计在3.6米加拿大-法国-夏威夷望远镜。将塞曼多普勒成像应用于我们的观测，集中在2015年11月和2016年1月，总共跨越72天，2015年11月16天，2016年1月13天，我们重建了这两个时期的表面亮度和磁场地图，并证明这两种分布都表现出时间演化，不能单独用差分旋转来解释。我们报告了用三种不同的方法探测到TAP 26周围的热木星（hJ）的情况，其中两种方法是塞曼多普勒成像（ZDI），一种是高斯过程回归（GPR），其误报概率小于6.10^-4。然而，由于与观测窗口有关的混叠现象，无法唯一确定轨道周期;可能性最大的轨道周期是10.79 +/- 0.14 d，其次是8.99 +/- 0.09 d。假设该行星的最可能周期为1.66 +/- 0.31 M_Jup，轨道距离主星0.0968 +/- 0.0032 au。这一新的发现表明，圆盘II型迁移在产生新生hJ方面是有效的，并且hJ可能在年轻的金牛座T星周围比在成熟的恒星周围更频繁（或者MaTYSSE样本偏向于hJ宿主恒星）。
2017-01-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
