ALMA spectroscopic detection of water vapour in the atmosphere of the giant gas planet Jupiter
1994年7月苏梅克-列维9号彗星在44 $^\circ$ S附近碰撞后，在木星大气中首次探测到痕量物质。大多数这些痕量物质都是用光谱毫米/亚毫米观测探测到的。在木星的大气中，微量气体在大气化学中扮演着重要的角色，包括非均相和均相化学反应、与辐射的相互作用以及相变。利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）首次对木星大气层中水（H $_{2}$ O）的旋转发射线进行了光谱探测，探测频率为$ν$ = 183.310 GHz，分子跃迁J = 3 $_{1,3}$ $-$ 2 $_{2,2}$.水发射谱线的统计柱密度为N（H $_{2}$ O）$\sim$ 4 $\times$ 10 $^{15}$ cm $^{-2}$。在木星平流层发现了H $_{2}$ O的转动发射线，其$\geq$ 3 $σ$具有统计学意义. H $_{2}$ O的柱密度对应于相对于H $_{2}$的丰度分数为f（H $_{2}$ O）$\sim$ 4 $\times$ 10 $^{-9}$。
2021-04-08 astro-ph.EP
Tempests in the Troposphere: Mapping the Impact of Giant Storms on Jupiter's Deep Atmosphere
本研究利用朱诺号微波辐射计2017年的观测及模拟，发现木星风暴会消耗上层大气氨并使其升温、将物质沉降至深层，证实水与氨循环耦合，是木星和土星对流层氨损耗的关键原因。
2025-02-23 astro-ph.EP
Detection of a bolide in Jupiter's atmosphere with Juno UVS
朱诺号任务中的紫外线观测仪记录了木星大气层中一个点源发出的短暂明亮辐射。光谱表明，发射是一致的9600-K黑体位于225公里以上的1巴水平和持续时间的发射是17毫秒和150秒之间。这些特征与木星大气层中的火流星一致。根据发射的能量，我们估计撞击物的质量为250-5000公斤，相当于直径1-4米。通过考虑朱诺号UVS在任务的前27个近木星期间进行的所有观测，我们估计质量大于250-5000公斤的撞击物的撞击通量率为每年24，000。
2021-02-08 astro-ph.EP
H2O abundances in the atmospheres of three hot Jupiters
巨行星形成的核心吸积理论预测了行星包层中元素丰度的富集是由微行星的失控吸积引起的，这与木星大气中C、N、P、S、Ar和Ar的超太阳丰度是一致的。然而，对于太阳系的巨行星来说，O的丰度是未知的，这是因为它们的超冷大气层中有水凝结，从而构成了太阳系形成的关键未知因素。另一方面，已知有数百个太阳系外的热彗星具有非常高的温度（>~1000 K），使它们成为测量H2O丰度的极好目标，因此，它们的大气中的氧气。我们约束大气中的H2O丰度在三个热的彗星（HD 189733 b，HD 209458 b，和WASP-12 b），跨越一个很宽的温度范围（1200-2500 K），使用他们的近红外透射光谱使用HST WFC 3仪器。我们报告了HD 189733 b和HD 209458 b中H2O的结论性测量结果，而WASP-12 b中的H2O测量结果并不受当前数据的约束。这些数据允许HD 189733 b和WASP-12 b的丰度接近太阳，也显着低于太阳。然而，对于HD 209458 b，我们报告了迄今为止在系外行星中最精确的H2O测量结果，表明约有20-135个太阳下的H2O丰度。我们讨论了我们的研究结果的影响，形成条件的热彗星和云的可能性在其大气中。我们的研究结果突出了高精度光谱的热蒸发器推导其H2O丰度的至关重要性。
2014-07-22 astro-ph.EP
Possible Transient Luminous Events observed in Jupiter's upper atmosphere
使用朱诺号宇宙飞船上的紫外线观测仪在木星大气层中探测到了11次短暂的明亮闪光。这些明亮的闪光只观察到在一个单一的旋转的航天器和它们的亮度随时间呈指数衰减，持续时间为~1.4 ms。光谱主要由H2莱曼带发射和大气吸收的水平的基础上，我们估计的源高度为260公里以上的1酒吧的水平。基于这些特征，我们认为这些是木星高层大气瞬态发光事件（TLEs）的观测结果。特别是，我们认为，这些是精灵，精灵或精灵晕，三种类型的TLEs发生在地球的高层大气中的对流层雷击。这是由可见光成像支持，它显示了云的特征典型的闪电源区的位置，几个明亮的闪光。TLE以前只在地球上被观察到，尽管理论和实验工作预测它们也应该存在于木星上。
2020-10-26 astro-ph.EP
Neutral metals in the atmosphere of HD149026b
高色散光谱学的最新进展揭示了日面温度大于2000 K的高温超导体（UHJ）大气中存在蒸发的重金属和离子。利用斯巴鲁望远镜获得的高分辨率透射光谱的档案数据，我们在HD 149026 b中寻找中性金属，这是一个比UHJ更冷的热木星。通过去除恒星和大地吸收，并使用互相关技术，我们报告尝试检测中性钛与4.4西格玛和中性铁与2.8西格玛在大气中的边缘信号。这是第一次在系外行星大气中探测到中性钛。在该温度范围内，钛倾向于形成氧化钛（TiO）。我们没有探测到TiO的任何信号，这表明大气中的C/O比高于太阳值。在温度低于UHJ的热彗星大气中探测到金属元素，将有助于了解热彗星的大气结构和形成历史。
2021-01-30 astro-ph.EP
Results from a set of three-dimensional numerical experiments of a hot Jupiter atmosphere
我们提出了一个热木星大气层的模拟，名义上是基于HD 209458b，旨在探索深层大气的演变，以及纬向流或射流的加速。我们发现超旋转赤道急流的发生对各种参数的变化是鲁棒的，并且在很长的时间尺度上，即使在没有强烈的内部或底部边界阻力的情况下。这种喷流只在一个模拟中减少，在那里我们强烈地迫使深大气层赤道到极点的温度梯度在很长的时间尺度。最后，虽然我们大气中的涡流动量通量与潮汐锁定行星上加速喷流的机制相似，但情况似乎更复杂。我们提出了一个射流驱动的涡动量输运和平均流的组合的初步证据。
2017-04-03 astro-ph.EP
The Intrinsic Temperature and Radiative-Convective Boundary Depth in the Atmospheres of Hot Jupiters
在巨行星大气模拟中，内禀温度$T_\mathrm{int}$和辐射对流边界（RCB）是重要的下边界条件。在一维辐射对流模式和三维大气环流模式中，通常假设$T_\mathrm{int}$与木星本身的温度相似，大约为100 K，这就产生了热木星的RCB大约为1 kbar。在这项工作中，我们表明，膨胀的半径，因此高比熵的内部，热超导体建议更高的$T_\mathrm{int}$值。假设这种效应主要是由于电流加热（而不是延迟冷却），我们推导出$T_\mathrm{eq}$和$T_\mathrm{int}$之间的平衡关系，表明后者可以取高达700 K的值。作为回应，RCB在大气中向上移动。使用一维辐射对流大气模式，我们发现RCB只有几个酒吧，而不是通常假设的RCB。这浅得多的RCB的大气结构，垂直和水平环流，相位曲线的解释，以及深冷阱对云的形成的影响有重要的意义。
2020-01-15 astro-ph.EP
The CH$_4$ abundance in Jupiter's upper atmosphere
碳氢化合物物种，特别是CH $_4$，在木星的平流层-热层边界中起着关键作用，该边界发生在$μ$ -bar压力水平附近。先前对太阳掩星、He和$α$气辉以及ISO/SWS对3.3 $μ$ m附近辐射的测量的分析都推断出甲烷浓度存在显著差异。在这里，我们的目标是准确地模拟CH $_4$辐射率在3.3 $μ$米ISO/SWS测量通过使用一个全面的非本地热力学平衡模型和最近的碰撞率在实验室测量CH $_4$，以揭示新的光在木星上层大气中的甲烷浓度。这些发射带已被证明在$μ$ -条水平处精确地呈现峰值贡献，因此直接探测感兴趣的区域。我们发现，高CH $_4$浓度是必要的，以解释的数据，与最近的分析相反，和观察有利于CH $_4$碰撞弛豫率的最新实验室测量的下限。我们的研究结果提供了精确的约束木星低层大气的组成和动力学。
2022-03-31 astro-ph.EP
Small but mighty: High-resolution spectroscopy of ultra-hot Jupiter atmospheres with compact telescopes. KELT-9 b's transmission spectrum with Wendelstein's FOCES Spectrograph
本研究利用Wendelstein天文台的FOCES高分辨率光谱仪和交叉相关技术，在超热木星KELT-9 b大气中检测到七种物质，证明小型望远镜同样能解析超热木星大气，从而拓宽了相关研究的范围。
2024-01-07 astro-ph.EP
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
Aeolus: A Markov--Chain Monte Carlo code for mapping ultracool atmospheres. An application on Jupiter and brown dwarf HST light curves
从观测到的行星光谱和相位曲线推导云量及其时间演变可以让我们对大气动力学有更深入的了解。在本文中，我们提出了Aeolus，一个马尔可夫链蒙特卡罗代码，映射棕矮星和其他超冷大气的结构。我们在一组独特的木星哈勃太空望远镜（HST）光变曲线上验证了风神。风神精确地检索木星大气层的主要特征的属性，如大红斑和一个主要的5微米热点。Aeolus是第一个在整个旋转周期内对巨行星进行实际观测的映射代码。在这项研究中，我们将Aeolus应用于2 MASSJ 21392676 +0220226和2 MASSJ 0136565 +093347的J和H波段HST光变曲线。Aeolus在这两颗棕矮星的大气层顶部（每个观测波长）检索了三个点，表面覆盖率分别为21+-3%和20.3+-1.5%。木星HST光变曲线将通过ADS/VIZIR公开提供。
2015-10-14 astro-ph.EP
Probing the terminator region atmosphere of the Hot-Jupiter XO-1b with transmission spectroscopy
我们在这里报告了热木星XO-1b的第一个红外光谱。这些观测是在XO-1系统的一次日食期间用哈勃太空望远镜上的NICMOS仪器获得的。在1.2和1.8微米之间的近光子噪声限制光谱学使我们能够以良好的精度确定这个热木星的行星大气的主要成分。这是第三个在近红外光谱数据中可以获得的热木星大气层。光谱显示存在水蒸气（H2O）、甲烷（CH 4）和二氧化碳（CO 2），并暗示可能存在一氧化碳（CO）。我们表明，公布的IRAC二次过境发射光度数据是兼容的大气成分在终止器确定的NICMOS光谱，与一系列可能的混合比和热配置文件;需要额外的发射光谱数据，以减少可能的解决方案的简并性。最后，我们注意到XO-1b和HD 209458 b的1.2-1.8微米透射光谱之间的相似性，这表明这两个系统除了具有相似的恒星/轨道和行星参数外，还可能具有相似的系外行星大气成分。
2010-02-12 astro-ph.EP
Detection Feasibility of H$_2$ in Ultra-hot Jupiter Atmospheres
超高温对流层（UHJ）由于其极端的性质，近年来成为大气研究的焦点。虽然分子氢（H $_2$）在UHJ大气中起着关键作用，但它尚未在系外行星上直接检测到。为了确定通过莱曼和维尔纳带的透射光谱进行H $_2$探测的可行性，我们模拟了UHJ大气层，其中H $_2$旋转温度从2000 K到4000 K变化，轨道A型恒星的温度范围从$T_{eff}$ = 8，500 K到$T_{eff}$ = 10，300 K。我们提出了模拟传输光谱的每个行星-恒星的温度组合，同时增加泊松噪声的幅度从0.5%到2.0%不等。最后，我们交叉相关的光谱与预期的大气H $_2$吸收模板为每个温度组合。我们的研究结果表明，H $_2$检测与目前的设施，即哈勃太空望远镜，是不可能的。然而，H $_2$的直接大气透射光谱学在未来具有紫外线能力的旗舰飞行任务中可能是可行的。
2022-07-13 astro-ph.EP
Jupiter's "Cold" Formation in the Protosolar Disk Shadow: An Explanation for the Planet's Uniformly Enriched Atmosphere
大气成分为行星的形成和演化提供了有价值的线索。木星一直是研究最充分的巨行星，就其大气而言;然而，木星大气成分的起源仍然是一个谜，因为氮和惰性气体的丰度与其他元素一样高，只能来自极冷的环境。我们提出了一个新的想法来解释木星的大气成分：灰尘堆积在H $_2$ O雪线投下阴影，冷却木星轨道，使N $_2$和惰性气体可以冻结。在阴影区形成的星子或核心可以通过溶解在包层中富集氮和稀有气体，就像其他元素一样。本文用辐射转移计算方法计算了被遮蔽的原太阳盘的温度结构。然后，我们研究了木星的径向挥发分分布，并通过凝结计算预测了木星的大气成分。我们发现，目前的木星轨道附近，大约$3$ - $7~{\rm AU}$，可以作为$30~{\rm K}$冷，如果小尘埃表面密度变化的一个因素，$\gtrsim30$跨越H $_2$ O雪线。根据先前的晶粒生长模拟，如果硅酸盐晶粒比冰晶粒更脆弱，则可以通过弱圆盘湍流来实现这种条件。阴影可以引起大多数挥发性物质的冷凝，即N $_2$和Ar。我们表明，阴影固体的溶解可以解释木星大气中的元素丰度模式，即使原木星是在木星目前的轨道附近形成的。盘影可能在控制大气成分方面起着至关重要的作用。阴影的影响也影响了JWST对即将到来的系外行星大气观测的解释。
2021-06-16 astro-ph.EP
Variability from thermo-resistive instability in the atmospheres of hot jupiters
热木星的大气层可能会受到热阻不稳定性的影响，其中随着温度的增加，电导率会导致失控的欧姆加热。我们介绍了一个简化的模型，在赤道地区的热木星，包括对大气流动的反反应，增加电导率导致通量冻结，这反过来又淬火的流量，因此欧姆加热的本地动态。我们展示了一个新的时间依赖性的解决方案，出现了温度依赖性的电导率（而温度无关的电导率总是演变到一个稳态）。周期性循环由阿尔芬振荡的爆发组成，这些振荡被静止的间隔分开，磁雷诺数在小于和大于1的值之间交替，保持振荡。我们调查的区域的压力和温度的不稳定性工作。对于典型的赤道大气模型中看到的加速度，我们发现不稳定的压力$\sim 0.1$ -$1\ {\rm bar}$和温度$\approx 1300$ -$1800\ {\rm K}$磁场$\sim 10\ {\rm G}$。与以往基于恒定风速的研究不同，我们发现，较弱的磁场的不稳定性更强。我们的研究结果进一步支持了这样一种观点，即可变性应该是木星磁化热大气的一个特征，特别是在中等温度下。在热木星大气动力学的MHD模型中，电导率的温度依赖性是一个重要的组成部分。
2022-10-19 astro-ph.EP
The UM, a fully--compressible, non--hydrostatic, deep atmosphere GCM, applied to hot Jupiters
我们正在采用英国气象局的全球环流模型（GCM），即所谓的统一模型（UM），用于研究热对流。在这项工作中，我们展示了最复杂的动力学核心的成功适应，解决大气运动方程的GCM组件，可在UM，ENDGame（甚至更新的动力学一般大气环境建模）。在相同的数值方案ENDGame支持不同程度的简化下的动力学方程的解决方案。我们目前的结果从一个简单的，浅（在大气域）热木星模型（SHJ），和一个更现实的（更深的大气层）HD 209458b测试用例。对于这两个测试情况下，我们发现，大规模的，时间平均（超过1200天规定的测试期间），大气的动力学状态是相对不敏感的动力学方程的简化程度。然而，当试图重现从其他模型导出的这些测试用例的结果时，存在问题。对于SHJ的情况下，下（和上）边界相交的大气的主要动力学特征，这意味着结果是严重依赖于边界条件。对于HD 209458b测试案例，当使用更完整的动力学模型时，大气在1200天后仍明显处于演变状态，并且处于瞬态。求解完整的（深层大气和非流体静力学）动力学方程允许通过科里奥利和度量项在大气的垂直和水平动量之间进行交换。随后，高层大气和更深的缓慢演变（辐射不活跃）的大气之间的相互作用显着改变了结果，并在超过1200天的时间尺度上发挥作用。
2013-11-08 astro-ph.EP
Implications of three-dimensional chemical transport in hot Jupiter atmospheres: results from a consistently coupled chemistry-radiation-hydrodynamics model
我们目前的结果从一组使用完全耦合的三维（3D）化学辐射流体动力学模型的模拟和研究的大规模大气流动在热木星大气中的化学物质的运输效果。我们将一个灵活的化学动力学方案与英国气象局统一模型相结合，该模型能够研究化学、辐射转移和流体动力学的相互作用。我们使用一个新发布的“简化”化学网络，包括30种化学物质，这些化学物质是专门为3D大气模型中的应用而开发的。我们模拟了研究得很好的热彗星HD~ 209458 b和HD~ 189733 b的大气，它们都有几百开尔文的昼-夜温差和超旋转赤道喷流。我们发现定性相当不同的化学结构之间的两颗行星，特别是甲烷（CH $_4$），当平流的化学物种。我们的研究结果表明，考虑3D化学输运对于了解热木星大气的化学成分至关重要。与通过假设局部化学平衡或包括1D -甚至2D -化学混合的模型所预期的相比，3D混合导致吸收气相物质的丰度发生显着变化。我们发现，CH $_4$，二氧化碳（CO $_2$）和氨（NH $_3$）是特别有趣的，因为这些物种的三维混合导致突出的签名的平衡化学的传输和发射光谱，检测与不久的将来的仪器。
2020-04-14 astro-ph.EP
Transport and Thermochemical Kinetics of Alkali Species in Hot Jupiter Atmospheres: Implications for Magnetic Models
Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）；University of Exeter（埃克塞特大学）；University of Newcastle（纽卡斯尔大学）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；University of California, Los Angeles（加利福尼亚大学洛杉矶分校）
研究热木星大气中碱金属的热化学动力学，发现离子淬灭发生在1-10 mbar，增强夜面及中纬度磁相互作用，并指出化学动力学对磁建模至关重要。
2026-09-23 astro-ph.EP
A Full-Atmosphere Model of Jupiter
本研究构建了覆盖木星全大气的一维光化学-热化学动力学模型，首次纳入大跨度硫化学过程，验证了主要化学特征并做出多项可观测检验的新预测。
2025-09-04 astro-ph.EP
Magnetic Drag on Hot Jupiter Atmospheric Winds
大气温度T ~ 1000 K的热电离层具有足够的残余热电离水平，使离子与行星磁场相互作用，从而对（中性）大气风产生相当大的磁阻力。我们评估了热木星HD 209458 b的代表性三维大气模型中磁阻力的大小，发现在这类大气中限制风速是一种合理的机制。磁阻力有很强的几何依赖性，无论是从白天到黑夜（在高层大气中），这可能会有有趣的后果，大气流动模式。推而广之，具有瞬时加热大气层的近距离偏心行星将经历随时间变化的磁阻力水平。热大气环流模型中磁阻力的稳健处理可能需要迭代求解磁感应和Saha方程，因为流体动力学流动正在演变。
2010-03-19 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
Silicon in the dayside atmospheres of two ultra-hot Jupiters
高辐射气体巨行星的大气层中有大量的原子和离子物种。在这里，我们观察到两个超热闪烁体WASP-33 b和KELT-20 b/MASCARA-2b在近红外波段与CARMENES的热发射光谱。通过高分辨率多普勒光谱，我们在它们的昼侧大气中寻找中性硅（Si）。我们通过与模型光谱的互相关来检测这两颗行星的Si光谱特征。假设太阳大气成分时，观测到的探测水平分别为4.8 $\mathrmσ$和5.4 $\mathrmσ$。这是第一次在系外行星大气中探测到硅。硅的存在是一个重要的发现，因为它在云的形成中起着重要的作用，因此也是行星能量平衡的基础。由于谱线是在发射中检测到的，我们的研究结果也证实了两颗行星昼侧大气中存在倒置的温度分布。
2021-12-20 astro-ph.EP
Synergies between space telescopes in the photometric characterization of the atmospheres of Hot Jupiters
上一代的仪器有机会发现数千颗太阳系外行星，更多的将伴随着当前和未来的行星搜索任务。为了进一步描述系外行星的特征，本文描述了一种方法，比较了HST，CHEOPS，TESS，PLATO和JWST等空间望远镜对热彗星的光度观测，并给出了它们大气的第一手特征。我们分析了一组行星系托管热木星的大气模板是在文献中。对于每个系统，我们模拟不同仪器观察到的渡越光曲线，将入射光谱与相应的仪器吞吐量进行卷积。因此，对于每个仪器，我们测量预期的过境深度，并估计相关的不确定性。最后，我们比较了过境深度所看到的选定的仪器，我们量化的多波段过境测光的行星大气的影响。我们还分析了一组不同的恒星星等，活动水平，过境持续时间和大气模板的模拟方案，以找到这种观测方法的最佳情况。我们发现，在一般情况下，目前，特别是未来的空间望远镜提供足够的光度精度，以检测在不同波长的过境深度之间的显着差异。特别是，我们发现，由于大气层的热彗星的色效应是最大化在以后的光谱型和恒星活动的影响是小于测量的不确定性。
2019-07-01 astro-ph.EP
Detection of titanium oxide in the atmosphere of a hot Jupiter
当系外行星凌日其宿主恒星时，来自恒星的一些光被行星大气中的原子和分子吸收，导致行星看起来更大;将行星的观测尺寸绘制为光波长的函数，就会产生透射光谱。测量透射光谱的微小变化，再加上大气建模，就可以为系外行星大气的性质提供线索。以这种方式，在几颗热的巨型系外行星的大气中检测到了由轻元素$-$（如氢、氧、碳、钠和钾$-$）组成的化学物质，但迄今为止，由重元素组成的分子被证明是难以捉摸的。尽管如此，已经预测，金属氧化物，如氧化钛（TiO）和氧化钒，出现在非常热的系外行星大气的可观测区域，导致昼侧的热反转。在这里，我们报告了在热木星行星WASP-19 b的大气中检测到TiO。我们的组合光谱具有广泛的光谱覆盖范围，揭示了TiO的存在（置信水平为7.7σ），强烈散射的烟雾（7.4σ）和钠（3.4σ），并证实了大气中存在水（7.9σ）。
2017-09-13 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
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
Turbulent Vertical Mixing in Hot Exoplanet Atmospheres
由双扩散剪切不稳定性驱动的湍流垂直传输在热的系外行星大气中可能很重要。在热木星大气层中，垂直混合似乎足以减轻夜面的冷阱，从而促进这些行星上夜间云的维持。预计在热木星热光球附近的强烈垂直混合水平将影响其大气化学，甚至其垂直结构，其中云辐射反馈被证明是重要的。
2019-03-25 astro-ph.EP
Turbulence-driven thermal and kinetic energy fluxes in the atmospheres of hot Jupiters
我们已经进行了高分辨率的$3-$维可压缩流体动力学模拟研究的影响，冲击和湍流的能量输送到热木星大气层，在各种剪切梯度。我们专注于当地的大气区域，以准确地遵循湍流和冲击的小尺度结构。我们发现，剪切层上下湍流的影响在尺度和大小上是不同的：在剪切层以下，湍流对垂直能量传递的影响是局部的，一般是$\lesssim2~\times(\text{scale height})$。然而，湍流可以在剪切层上方的几乎整个区域上具有空间和热的大影响。我们还发现冲击的形成是局部的和短暂的。一旦大气稳定，$P\sim 1$棒上的时间平均热能通量是微不足道的，在$P\sim 1$ mbar剪切运动下，其量级为入射恒星通量的0.001%，在$P\sim 100$ mbar剪切层较深时，其量级为0.1%。相应地，对于较深的剪切层，扩散系数较高。因此，我们的研究结果表明，湍流附近的密度较低的地区（$P\sim 1$毫巴）不会导致足够深和大的渗透的热能占半径膨胀在热的湍流，无论多么激烈。然而，随着剪切层变得更深，由于更大的动能预算，热能传递在整个大气中（向上和向下）变得更有效。因此，对于有效的能量传输来说，大气中如何发生深层湍流比大气的不稳定性更重要。
2018-09-22 astro-ph.EP
Hot Jupiters: Origins, Structure, Atmospheres
我们提供了一个简短的审查的许多方面的行星物理学的热彗星。我们的目标是涵盖当前研究的大部分主要领域，同时为读者提供更多参考，以便进行更详细的后续研究。我们首先讨论巨行星形成和随后的轨道演化通过磁盘驱动的扭矩或动力学的相互作用。需要不止一种形成途径来了解种群。接下来，我们将研究我们目前对行星演化历史和当前内部结构的理解，我们将重点放在大体积组成以及解释人口膨胀半径的可行模型上。最后，我们讨论了他们的大气观测和一维和三维模型的背景下，包括大气结构和逃逸，光谱特征，和复杂的大气环流方面。在这些大气中的主要不透明度来源，包括碱金属，水蒸气，和其他人，进行了讨论。我们讨论控制三维大气环流和昼夜温度结构的物理学。最后，我们建议重要的未来工作仍然开放的问题。
2021-03-16 astro-ph.EP
The obliquity and atmosphere of the ultra-hot Jupiter TOI-1431b (MASCARA-5b): A misaligned orbit and no signs of atomic ormolecular absorptions
超热木星被定义为平衡温度大于2000 K的巨型行星。它们中的大多数都围绕明亮的A-F型恒星运行，使它们成为使用高分辨率光谱学研究其大气层的非常合适的对象。最近的研究表明，在这类行星的大气层中检测到了各种原子和分子。在这里，我们提出了我们对新发现的超热木星TOI-1431 b/MASCARA-5 b的分析，使用HARPS-N摄谱仪的两个过境观测和EXPRESS摄谱仪的一个过境观测。对罗西特-麦克劳克林效应的分析表明，这颗行星是在一个极地轨道上，投影的倾斜度为$ λ= -155^{+20}_{-10}$度。结合夜晚，应用互相关方法和透射光谱，我们没有发现CaI，FeI，FeII，MgI，NaI，VI，TiO，VO或H $α$在行星大气中的证据。我们对缺乏大气特征的最可能的解释是行星表面的巨大重力。
2021-04-26 astro-ph.EP
Detection of Paschen $β$ absorption in the atmosphere of KELT-9 b: A new window into the atmospheres of ultra-hot Jupiters
氢和氦的传输信号追踪着热气体巨系外行星的上层大气，那里是入射的恒星极紫外线和X射线通量的沉积地。此外，对于最热的恒星，巴耳末连续谱中氢的近紫外激发可能在控制大气温度和驱动光蒸发方面发挥主导作用。KELT-9 b是这种环境的典型例子，因为它是迄今为止已知的最热的气体巨星系外行星（T $_{eq}$ $\sim$ 4500 K），并围绕一颗A0 V型恒星运行。对这颗超热木星的高层大气和逃逸气体的研究，目标是在巴耳末系列中吸收氢（n $_1$ = 2 $\rightarrow$ n $_2$ $>$ 2）。不幸的是，导致在108.3 nm处的三重态吸收的最低亚稳态氦没有足够的填充用于检测。在这里，我们提出了氢吸收的Paschen系列中的透射光谱KELT-9 b与CARMENES观察到的证据。具体而言，我们专注于其NIR通道所覆盖的最强谱线，Paschen- $β$在1282.16 nm处（n $_1$ = 3 $\rightarrow$ n $_2$ = 5）。观测到的吸收显示出（0.53 $^{+0.12}_{-0.13}$）%的对比度，$-$的蓝移14.8 $^{+3.5}_{-3.2}$ km/s，以及31.9 $^{+11.8}_{-8.3}$ km/s的FWHM。观测到的吸收特征的蓝移可以用引力束缚大气中的昼夜环流来解释，或者用帕邢- $β$吸收来解释，帕邢- $β$吸收起源于…
2022-09-19 astro-ph.EP
Spectroscopic Evidence for a Temperature Inversion in the Dayside Atmosphere of the Hot Jupiter WASP-33b
我们提出了两个掩星的太阳系外行星WASP-33 b使用宽视场相机3（WFC 3）的HST，这使我们能够约束的温度结构和成分的昼侧大气。WASP-33 b是迄今为止发现的辐射最高的热木星，也是唯一一颗已知绕着盾牌座δ恒星运行的系外行星。我们在空间扫描模式下进行观察，以减少数据中的仪器系统效应，并消除由于恒星脉动引起的数据波动。我们最终的分箱光谱的RMS大约是光子噪声的1.05倍。我们将我们的最终光谱，以及先前公布的光度数据，与WASP-33 b的大气模型进行了比较，这些模型在温度分布和化学成分方面具有很大的范围。我们发现，这些数据需要具有富氧化学成分和在高海拔处增加的温度分布的模型。我们还发现，我们的光谱显示了过量的测量通量朝向短波长，这是最好的解释为从TiO发射。如果通过更短波长的额外测量得到证实，这颗行星将成为第一颗具有逆温的热木星，这可以肯定地归因于其白天大气中存在TiO。
2015-05-06 astro-ph.EP
Signatures of Clouds in Hot Jupiter Atmospheres: Modeled High Resolution Emission Spectra from 3D General Circulation Models
对热木星系外行星的散射光和热辐射的观测表明，它们的大气中存在不均匀的气溶胶。3D大气环流模式（GCM）试图模拟气溶胶的影响，已被开发来了解其动力学结构背后的物理过程。在这项工作中，我们调查如何不同的方法来气溶胶建模在大气环流模型的热彗星影响高分辨率的热发射光谱在整个行星的轨道的持续时间。使用的结果与温度相关的云形成的GCM，我们计算光谱的一个代表性的热木星与不同的假设云的垂直范围和厚度。然后，我们将这些光谱与没有云或只是经过后处理（即，随后添加到已完成的清晰模型中）。我们表明，在GCM中的云的温度依赖性治疗产生高分辨率的发射光谱，是明显不同的清晰和后处理的情况下-无论是在连续通量水平和线剖面-和增加云的垂直范围和厚度导致这些功能的更大的变化。我们评估的净多普勒频移的频谱引起的全球风和地球的旋转，并表明它们是强烈的相位依赖性，特别是对于模型更厚，更广泛的云。这项工作进一步证明了辐射反馈在热彗星的多云大气模型中的重要性，因为这可能对解释系外行星大气的光谱观测产生重大影响。
2021-01-13 astro-ph.EP
The Influence of Coronal Mass Ejections on the Gas Dynamics of the Atmosphere of a "Hot~Jupiter" Exoplanet
本文介绍了一颗“热木星”系外行星在中心恒星发生日冕物质抛射（CME）过程中大气层气体动力学的三维数值模拟结果。这些计算假设恒星风和日冕物质抛射的参数是典型的太阳值。流动模式的特征变化被认为是准封闭和封闭（但明显扭曲的恒星的引力影响）的系外行星的气体信封。它表明，一个典型的日冕物质抛射是足以撕裂的外部的一个不对称的信封，位于超出罗氏瓣，并进行它远离系外行星。这导致在CME通过期间，系外行星包层的质量损失率大幅增加。对于封闭的包层，质量损失率增加约11倍，对于准封闭的包层，质量损失率增加约14倍。可能的演化后果的损失的一部分，在通过的CME的大气进行了讨论。
2016-09-28 astro-ph.EP
Coupled 1D Chemical Kinetic-Transport and 2D Hydrodynamic Modeling Supports a modest 1-1.5x Supersolar Oxygen Abundance in Jupiter's Atmosphere
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；California Institute of Technology（加州理工学院）；The University of Chicago（芝加哥大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本研究通过耦合一维化学动力学-输运模型与二维流体动力学模拟，发现木星大气氧丰度为太阳值的1-1.5倍，并提出推导涡扩散系数的方法。
2025-12-03 astro-ph.EP
Investigating Temporal and Spatial Variation of Jupiter's Atmosphere with Radio Observations
本研究结合VLA与朱诺号MWR的射电亮温图，分析2013至2018年木星大气经度分辨的时空变化，发现北赤道带变率最大，且10和15 GHz探测深度以小尺度事件为主，5和22 GHz则以大尺度结构为主。
2024-12-30 astro-ph.EP
Quenching of Carbon Monoxide and Methane in the Atmospheres of Cool Brown Dwarfs and Hot Jupiters
我们探索CO-CH 4淬火动力学在亚恒星物体的大气中使用更新的时间尺度参数，建议由热化学动力学和扩散模型，从热化学平衡制度在深大气层中的淬火化学制度在更高的海拔过渡。更具体地说，我们研究了T矮星Gliese 229 B上的CO猝灭化学和热木星HD 189733 b上的CH 4猝灭化学。我们描述了一种正确计算化学反应的反向速率系数的方法，讨论了模型所示的CO-CH 4相互转化的主要途径，并证明了当使用更新的反应动力学和混合长度尺度假设时，可以使用一个简单的时间尺度方法来准确地描述淬灭物种的行为。正确处理淬火动力学的分子丰度和/或垂直混合率的亚恒星物体的大气中的估计有重要的意义。我们的模型结果表明，显着更高的Kzz值比以前估计的CO淬火附近的Gliese 229 B的水平，而目前的模型数据比较使用CH 4允许HD 189733 b的Kzz值范围很广。我们还使用更新的反应动力学来修改以前的估计木星水丰度，根据所观察到的丰度和一氧化碳的化学行为。一氧化碳的化学/观测约束，以及伽利略进入探测器的数据，表明木星对流层中的水丰度约为0.51- 2.6倍太阳（太阳值为H2O/H2=9.61E-04），假设来自深层大气的垂直混合是对流层CO的唯一来源。
2011-06-17 astro-ph.EP
A hydrodynamic study of the escape of metal species and excited hydrogen from the atmosphere of the hot Jupiter WASP-121b
本研究扩展一维高层大气流体动力学逃逸模型并耦合Ly$α$蒙特卡罗辐射传输，模拟热木星WASP-121b的金属物种与激发态氢，证明多吸收线分析可更强约束大气性质，且洛希瓣溢出驱动的高质量损失率对解释谱线展宽至关重要。
2023-04-14 astro-ph.EP
Thermosphere and exosphere of Hot-Jupiters
在这里，我们描述的意见和由此产生的限制高层大气（热层和散逸层）的“热-大气层”。特别是，观测和热木星蒸发的理论建模进行了说明。这些观测发现，围绕HD 209458运行的行星有一个逃逸氢的扩展大气层，并显示在非常高的高度存在氧和碳。这些观测结果对这些行星大气层中的逃逸速率和机制提出了独特的限制。最近对HD 189733 b的莱曼α HST观测首次比较了两颗不同行星在不同环境下的蒸发。模型来量化逃逸率从测量的掩星深度，和能量图来描述热蒸发状态。利用这张图，可以看出很少有已知的行星可能是以前的巨行星的残余。
2009-02-23 astro-ph.EP
Conditions for radiative zones in the molecular hydrogen envelope of Jupiter and Saturn: The role of alkali metals
本研究通过计算木星和土星分子氢包层最新的辐射不透明度表，发现大气中K、Na和NaH的存在控制着千巴级辐射区的形成，且形成该辐射区所需的K和Na元素丰度须分别低于太阳丰度的约$10^{-3}$和$10^{-4}$倍。
2025-01-07 astro-ph.EP
Idealised simulations of the deep atmosphere of hot jupiters: Deep, hot, adiabats as a robust solution to the radius inflation problem
背景：热彗星的巨大半径长期以来一直是一个谜。然而，通过结合理论论证和二维模型，最近的一项研究表明，位温的垂直平流导致深层大气中的绝热温度分布比标准一维模型获得的分布更热。目的：为了确认该方案的可行性，我们将这项调查扩展到三维，时间依赖性，模型。研究方法：我们使用一个三维GCM，MAGICO进行了一系列的计算，旨在探索驱动大气环流的形成和结构，并详细说明它是如何响应的上层和深层大气强迫的变化。结果如下：与先前的二维研究一致，我们发现热的热对流层是深层大气长期演化的自然结果。这颗行星从等温大气中出现需要$1500$年的积分时间，这解释了为什么在以前的热木星研究中没有发现它。从较热的深层大气初始化的模型倾向于更快地朝着相同的最终状态发展。我们还发现，只要牛顿冷却时间尺度在$200$巴下大于$\sim 3000$年，那么，对于低水平的深层加热和冷却，深层冷却是稳定的。结论：我们的结论是，稳态的垂直平流的潜在温度的深层大气环流构成了一个强大的机制来解释热木星膨胀半径。我们建议，未来的研究热的hot brachiters演变的时间比目前做的更长，并在可能的情况下，包括模型初始化与热的深hot brachitat。我们强调，这种机制源于对流的熵辐射诱导的质量流，并不需要（微调）耗散过程，与大多数以前提出的方案。
2019-11-15 astro-ph.EP
On spectroscopic phase-curve retrievals: H2 dissociation and thermal inversion in the atmosphere of the ultra-hot Jupiter WASP-103 b
这项工作提出了一个重新分析的光谱相位曲线观测的超热木星WASP-103 b获得的哈勃太空望远镜（HST）和斯皮策望远镜。传统的1D和统一的1.5D光谱检索技术，允许映射的热结构和微量气体在这个星球上作为经度的函数的丰度。在白天，大气被发现有很强的逆温，与热分解的迹象跟踪连续H-不透明度。水蒸气遍布整个大气层，但丰度约为1 e-5，与这种分子的热分解一致。关于金属氧化物和氧化物，在WASP-103 b的热点和日照侧检测到FeH，但TiO和VO不存在可检测的量。还发现了CO和CH 4等含碳物种，但由于它们的检测依赖于HST和Spizer的组合，因此应谨慎解释检索到的丰度。自由和平衡化学检索总体上是一致的，允许恢复强大的金属丰度和C/O比为这颗行星的约束。相位曲线分析表明，WASP-103 b的大气与太阳元素比值是一致的。
2021-12-18 astro-ph.EP
Molecular tracers of planet formation in the atmospheres of hot Jupiters
热木星的大气化学成分可以帮助我们了解它在出生时的原行星盘中形成的位置以及随后的迁移路径。我们使用1-D化学动力学代码来计算一系列元素丰度的模型，以研究热木星大气中关键分子的丰度。我们的参数扫描跨度金属丰度之间的0.1x和10 x太阳值的C/H，O/H和N/H的比例，和平衡温度为1000 K和2000 K。我们链接到以前的作品，以预测大气分子丰度和形成途径之间的连接，为分子\ce{H2O}，\ce{CO}，\ce{CH4}，\ce{CO2}，\ce{HCN}和\ce{NH3}的形成和迁移模型的参数扫描。我们调查大气中\ce{H2O}丰度在文献报道的八个热蒸发器。所有八颗行星都在我们预测的各种形成模型的范围内，但是其中六颗在多个模型之间退化，因此需要额外的分子检测来限制它们的形成历史。另外两颗行星HD 189733~b和HD 209458~b的水丰度在\ce{CO2}雪线之外形成的行星的预期范围内。最后，我们研究了在HD 209458~b大气层中探测到的\ce{H2O}、\ce{CO}、\ce{CH4}、\ce{CO2}、\ce{HCN}和\ce{NH3}分子，发现在我们的模型框架内，这些分子的丰度与在\ce{CO2}和\ce{CO}雪线之间形成的行星最匹配，然后经历无盘迁移到达其当前位置。
2022-07-25 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
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
A chemical model for the atmosphere of hot Jupiters
我们的目的是发布一个化学网络，以及相关的速率系数，开发的温度和压力范围相关的热蒸发器的气氛。使用这个网络，我们研究了垂直大气组成的两个热彗星（HD209458 b，HD 189733 b）与模型，包括光解和垂直混合，我们产生合成光谱。化学方案是从应用的燃烧模型，已有条不紊地验证了一系列的温度和压力的典型的大气层影响的观测热的燃烧器。我们比较从这个计划中获得的预测与平衡计算，与不同的计划在文献中，包含含N的物种和以前发表的光化学模型。与其他没有经过相同系统验证的化学方案相比，我们发现每当非平衡过程发生时都存在显着差异。平衡态的偏离，以及对网络的敏感性，对HD 189733 b来说更重要，因为我们假设的大气温度比HD209458 b低。我们发现，NH3和HCN的丰度可以根据网络的不同而变化两个数量级，这表明了综合实验验证的重要性。NH3在10.5 $μ$ m处的光谱特征对这些丰度变化敏感，因此对化学方案敏感。由于动力学的影响，我们建议使用一个有效的计划来模拟系外行星大气的化学。我们的网络在300- 2500 K的温度和10 mbar到几百bar的压力下，对于由C，H，O，N组成的物种来说是强大的。其适用于最多2个碳原子的物质和主要氮物质。
2012-08-02 astro-ph.EP
Neutral Cr and V in the atmosphere of ultra hot jupiter WASP-121 b
超热木星（UHJ）是平衡温度超过2000 K的巨型系外行星，是研究行星大气金属成分的理想实验室。在这些温度下，富含金属的分子热分解成它们的组成元素，使得这些气氛有利于元素表征。几种元素，主要是离子化金属，最近已被发现在UHJ使用高分辨率过境光谱。即使许多中性过渡金属（例如，Fe，Ti，V，Cr）预计是光学/NUV不透明度的强来源，因此，影响UHJ低层大气中的辐射过程，迄今为止仅检测到Fe I。我们对UHJ WASP-121 b中的原子种类进行了系统的搜索。使用理论模型，我们提出了一个度量来预测原子物种可能在这样的行星上检测到高分辨率的透射光谱。我们在WASP-121 b的观测中寻找预测的物种，并报告了在3.6 $σ$和4.5 $σ$的系外行星中首次检测到中性过渡金属Cr I和V I。我们确认以前检测到的Fe I和Fe II。而Fe II以前在NUV中检测到，我们在光学中检测到它。我们推断，中性元素Fe I，V I和Cr I存在于低层大气中，热化学平衡预测，而Fe II是在高层大气中的光电离的结果。我们的研究强调了UHJ丰富的化学多样性。
2020-06-10 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 Ultra-hot Jupiters
最近对日面温度超过$2500~\mathrm{K}$的超热彗星的观测发现了在其大气中起作用的新物理过程的证据。在这项工作中，我们研究了分子氢的离解和原子氢的复合对超高温彗星大气环流的影响。要做到这一点，我们将这些影响纳入热木星大气的大气环流模型（GCM），并运行一个大的模型套件不同的入射恒星通量，旋转周期和摩擦阻力的强度。我们发现，包括氢的离解和重组减少了部分昼夜温度对比的超热木星大气，并导致赤道喷流的速度在模拟与固定的旋转降低。这是因为氢分解所需的大量能量输入冷却了行星的昼面，而氢重组释放的能量则使夜面变暖。昼夜温度对比度的降低降低了驱动环流的昼夜气压梯度，导致风速减弱。我们的GCM实验的结果定性地同意以前的理论，发现分数昼夜温度对比度的超热超导体应减少的平衡温度的增加，由于氢的解离和重组。最后，我们从我们的GCM实验套件计算全相位光变曲线，发现在超热木星大气中昼夜温度对比度降低导致相位曲线幅度较小。由于氢的解离和复合而导致的相位曲线振幅的减小可以解释所观察到的超热超导体的相对小的相位曲线振幅。
2019-10-03 astro-ph.EP
Atmospheric Circulation of Hot Jupiters: Dayside-Nightside Temperature Differences
低偏心率热膨胀体的全相位红外线曲线表现出随着平衡温度的升高，昼夜亮温差增大的趋势。在这里，我们提出了一个三维模型，解释这种关系，以摆脱洞察力的过程中，控制潮汐锁定的行星大气的热量再分配。这个三维模式结合了预测分析理论的大气环流和昼夜温差的范围内的平衡温度，大气成分，和潜在的摩擦阻力强度与数值解的循环，验证了这一分析理论。这种分析理论表明，波的纵向传播介导了热木星大气中的昼夜温差，类似于调节地球热带热结构的波调节机制。这些波可以在热木星大气中通过辐射冷却或潜在的摩擦阻力来衰减。这种摩擦阻力很可能是由背景磁场穿过的部分电离大气中的洛伦兹力引起的，并且随着温度的升高强度会增加。此外，辐射加热和冷却的幅度随着温度的增加而增加，因此，随着平衡温度的增加，辐射加热/冷却和摩擦阻力阻尼波更有效。在我们的分析理论和数值模拟中，辐射加热和冷却在控制昼夜温差方面起着最大的作用，摩擦阻力只有在比科里奥利力更强时才重要。因此，热木星大气层的昼-夜温差随着恒星辐射的增加而增加，随着压力的增加而减少。
2016-02-18 astro-ph.EP
The Mechanical Greenhouse: Burial of Heat by Turbulence in Hot Jupiter Atmospheres
热彗星受到的强烈辐射抑制了其大气层外层的对流，降低了其冷却速度。“膨胀的”热蒸发器，即，具有非常大的通过半径的那些需要额外的热源或抑制冷却。我们考虑了辐射层中强迫湍流混合的影响，它可能是由大气环流或其他机制驱动的。由于大气层的稳定分层，强迫湍流驱动向下的热通量。微弱的湍流混合减缓了这一过程的冷却速度，就好像行星受到了更强烈的辐射。较强的湍流混合将热量埋入对流内部，只要湍流延伸到辐射-对流边界。这使地球膨胀，直到埋在内部的热量和从内部辐射的热量之间达到平衡。我们还包括由于湍流耗散或其他效应而直接注入的热量。这种加热已经被认为可以减缓行星的冷却。我们发现，耗散也增强了热埋从混合降低阈值湍流混合驱动热进入内部。强湍流混合的重分子物种，如TiO可能是必要的解释平流层的热逆温。我们表明，通过我们的机制，发射TiO所需的混合量可能会使地球过度膨胀。TiO假说的这种可能的反驳值得进一步研究。我们的膨胀机制需要一个很深的分层层，只有当吸收的恒星通量大大超过本征发射通量时才存在。因此，对于更明亮的褐矮星和更长周期的气体巨星，包括木星和土星，它的效率会降低。
2010-08-03 astro-ph.EP
Variability in the Atmosphere of the Hot Jupiter Kepler-76b
气态系外行星的相位曲线和二次日食是大气成分和气象学的诊断，开普勒任务的长期观测基线和高光度精度使其数据集非常适合探索相位曲线变化，这为大气动力学提供了更多的见解。对热木星开普勒-76b的观测时间跨度超过1,000天，为寻找大气变化提供了理想的数据集。在这项研究中，我们发现开普勒-76 b的二次日食，深度为百万分之一（ppm），对应的有效温度为2，830 $^{+50}_{-30}$ K。我们的研究结果还显示了开普勒-76 b大气发射和反射率变化的清晰迹象，相位曲线振幅通常为$50.5 \pm 1.3$ ppm，但在数十天内在35和70 ppm之间变化。与热彗星一样，开普勒-76 b的相位曲线显示出一个可辨别的$\left( 9 \pm 1.3 \right)^\circ$向东偏移的亚恒星点，并与振幅一致。这些变化可能来自开普勒-76 b大气中热结构和云形成的前进和后退;由此产生的热扰动可能与预计输送气溶胶的超旋转耦合，从而产生反馈回路。展望未来，TESS任务可以为行星大气提供新的见解，并具有良好的前景来观察二次日食和任务目标之间的相位曲线。与开普勒相比，TESS在红色波长上的灵敏度有所提高，这意味着它可能会探测行星大气的不同方面。
2019-05-19 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
