模擬顯示，被宿主恒星加熱到更深處的系外行星顯示出明顯不同的天氣模式
來(lái)自非常高分辨率模擬的不同時(shí)間且集中在行星晝側(cè)的渦度場(chǎng)。這些畫面顯示了在地球上移動(dòng)的主恒成都成華（外圍女上門）找外圍服務(wù)vx《192+1819+1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)大型風(fēng)暴。來(lái)源:uux.cn/斯金納、星加系外行星顯示顯納蒂勒和喬。更深
（神秘的處的出明地球uux.cn）據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)（英格里德·法德利）：多年來(lái)，大多數(shù)天體物理模型都假設(shè)太陽(yáng)系以外的同的天氣行星（稱為系外行星）在其宿主恒星（即類似太陽(yáng)的恒星，行星系統(tǒng)在其周圍形成）的模式相似深度被加熱。然而，模擬顯示通過使用不同望遠(yuǎn)鏡的被宿幾次合作對(duì)最近觀測(cè)結(jié)果的分析表明，一些系外行星在大氣層中吸收熱量的主恒成都成華（外圍女上門）找外圍服務(wù)vx《192+1819+1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)深度可能比最初想象的要深得多。這種系外行星可能顯示出與過去模型預(yù)測(cè)截然不同的星加系外行星顯示顯天氣模式。
加州理工學(xué)院、更深熨斗研究所和布蘭代斯大學(xué)的處的出明研究人員最近進(jìn)行了一系列模擬，證實(shí)了這一假設(shè)。同的天氣他們發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上的論文表明，由更深處的宿主恒星加熱的熱系外行星大氣導(dǎo)致了不同的持續(xù)天氣模式。
“最近對(duì)WASP-96b行星的JWST數(shù)據(jù)進(jìn)行的分析促使我們研究這個(gè)問題，該分析顯示，來(lái)自其宿主恒星的熱量可能在大氣層深處被吸收，比我們之前想象的要多，”該論文的作者杰克·w·斯金納、喬納斯·納蒂勒和詹姆斯·趙告訴Phys.org。“這讓我們查看了過去對(duì)類似行星的分析，發(fā)現(xiàn)還有其他行星也以這種方式受熱。”
斯金納、納蒂勒和喬最近工作的主要目標(biāo)是更好地了解行星被加熱的大氣深度如何影響它們的長(zhǎng)期天氣模式。這將允許更準(zhǔn)確地確定使用當(dāng)前和未來(lái)的太空望遠(yuǎn)鏡觀察行星時(shí)的外觀。它還將促進(jìn)我們對(duì)氣候的了解，并最終促進(jìn)系外行星的宜居性。
斯金納、納蒂勒和喬解釋說:“目前還不清楚系外行星上加熱的確切位置和分布，但過去的研究通常假設(shè)一個(gè)位置和分布。”“實(shí)際上，需要更完整的行星大氣圖像才能準(zhǔn)確解釋觀測(cè)結(jié)果。”
作為研究的一部分，研究人員進(jìn)行了數(shù)百次最先進(jìn)的超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬。他們的模擬解決了一組復(fù)雜的非線性方程，這些方程描述了可壓縮流體如何在旋轉(zhuǎn)球體上演化。同樣的方程也被用來(lái)預(yù)測(cè)地球和太陽(yáng)系其他行星的天氣和氣候。
來(lái)自非常高分辨率模擬的不同時(shí)間且集中在行星晝側(cè)的渦度場(chǎng)。這些畫面顯示了在地球上移動(dòng)的大型風(fēng)暴。來(lái)源:uux.cn/斯金納、納蒂勒和喬。
斯金納說:“我們用相同的參數(shù)設(shè)置了這些模擬，就像兩個(gè)不同的熱木星具有不同的加熱類型一樣。”
“加熱是基于詹姆斯·韋伯和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡（后者已不再運(yùn)行）對(duì)熱木星系外行星WASP-96b的檢索。與過去模擬工作的關(guān)鍵區(qū)別是，我們的工作使用了一種非常高效的算法，使我們的模擬能夠在強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)上以極高的分辨率（實(shí)際上比通常為這些行星所做的分辨率高50倍左右）進(jìn)行。”
Skinner、Nä ttilä和Cho采用的算法顯著增強(qiáng)了他們的模擬，使他們能夠捕捉小尺度的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，如渦流、鋒面和波浪。總的來(lái)說，這些流動(dòng)結(jié)構(gòu)提供了關(guān)于系外行星上可能觀察到的天氣模式的重要信息，其細(xì)節(jié)和準(zhǔn)確性達(dá)到了前所未有的水平。
“由于加熱及其產(chǎn)生的小規(guī)模結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)了流動(dòng)，加熱的類型決定了這些行星上的流動(dòng)行為，”納蒂勒說。“我們的模擬顯示，熱木星的大氣層是高度動(dòng)態(tài)和動(dòng)蕩的，強(qiáng)大的風(fēng)暴從大到小的規(guī)模和強(qiáng)度不等。這些風(fēng)暴的類型和行為取決于熱量和冷卻如何在行星上重新分配。”
該研究小組最近的工作為太陽(yáng)系外行星的天氣狀況以及這些狀況如何受到宿主恒星熱量吸收深度的影響提供了有趣的見解。
作為這項(xiàng)研究的一部分進(jìn)行的模擬是迄今為止進(jìn)行的最詳細(xì)和最準(zhǔn)確的模擬之一，可以為描述熱系外行星大氣的新模型的開發(fā)提供信息。
“模擬和理解系外行星上的氣流至關(guān)重要，因?yàn)檫@些氣流在行星周圍移動(dòng)熱（和冷）空氣塊（包括化學(xué)物質(zhì)和云），”Cho解釋說。“這產(chǎn)生了圍繞地球運(yùn)動(dòng)的亮點(diǎn)和暗點(diǎn)，并有可能被當(dāng)前和未來(lái)的太空望遠(yuǎn)鏡任務(wù)（如JWST和愛麗兒）觀測(cè)到。”
斯金納、納蒂勒和喬對(duì)他們迄今為止獲得的結(jié)果充滿熱情，因?yàn)樗麄冏罱K證明了系外行星的大氣是高度動(dòng)態(tài)和可變的，與地球沒有什么不同。此外，他們的工作表明，雖然系外行星可能具有非常相似的物理參數(shù)，并位于具有相似宿主恒星的行星系統(tǒng)中，但它們之間的細(xì)微差異可能會(huì)對(duì)它們的氣候、天氣和其他可觀測(cè)特征產(chǎn)生深刻影響。
斯金納、納蒂勒和喬補(bǔ)充說:“我們的工作揭示了許多關(guān)于系外行星的更令人興奮的問題，并證明現(xiàn)在迫切需要精確的模型來(lái)準(zhǔn)確解釋當(dāng)前的觀測(cè)結(jié)果并優(yōu)化未來(lái)的觀測(cè)計(jì)劃。”
“隨著美國(guó)國(guó)家航空航天局的JWST和歐空局即將到來(lái)的ARIEL任務(wù)，我們的工作表明我們現(xiàn)在能夠開始現(xiàn)實(shí)地限制和測(cè)試基礎(chǔ)物理理論和復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模型，并進(jìn)一步堅(jiān)定地確定哪些系外行星可能存在生命。” |
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