望遠鏡なしの天文学-太陽系外気象レポート

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太陽系に前例がないことを考えると、熱い木星の大気の振る舞い-星に非常に接近しているために、潮汐で閉じ込められたり、遅い軌道共鳴に巻き込まれたりするガスの巨人の雰囲気を特定したりするのは難しいです。しかし、どのような系外惑星の大気を詳細に探索することは可能です かもしれない 太陽系の例に基づいてのようになります。

たとえば、金星があります。これは、潮汐でロックされていませんが、回転が非常に遅いため(地球243日ごとに1回)、そのダイナミクスは、潮汐でロックされた惑星のダイナミクスとほぼ一致します。

興味深いことに、金星の上層大気 超回転、つまり、惑星の自転と同じ方向に循環しますが、金星の場合、惑星の自転の60倍の速度で、はるかに速く循環します。これらの風は、惑星の昼側と夜側の間に存在する大きな温度勾配によって引き起こされている可能性があります。

逆に、地球は急速に回転するため、昼側と夜側の温度差の可能性がはるかに低くなります。そのため、気象システムは、惑星の実際の回転と赤道と極の間の温度勾配の影響をより強く受けます。正味の結果は、北半球では反時計回り、南半球では時計回りにコリオリ効果によって方向が決まる多数の円形気象システムです。

そしてもちろん、たとえ高温でなくても、ガスジャイアントは存在します。太陽から遠く離れているため、昼間と夜間および赤道極の温度勾配は、ガスジャイアントの大気循環にほとんど影響を与えません。最も重要な問題は、各惑星の回転速度と各惑星のサイズです。

木星と土星のより大きな半径は、それらのラインのスケールを超えており、大気の大規模な流れを乱流渦の間にある別個のバンドに強制的に分割します。ただし、天王星と海王星の半径が小さいため、大気の大部分が途切れることなく全体として循環し、各極で2つの小さなバンドに分かれるだけです。

気温が低いこともありますが、主にそれが小さいため、海王星の大気の乱流は木星よりもはるかに少ないため、太陽系で成層圏の風速が最も速い理由を説明できます。

これらのすべての要因は、熱い木星の雰囲気がどのように振る舞うかを判断するのに役立ちます。星に非常に近いため、これらの惑星は部分的または完全に潮汐で閉じ込められる可能性があります。そのため、大気循環の主な要因は、金星のように昼夜の温度勾配です。ですから、惑星の内部よりも何倍も速く循環している超回転成層圏は、もっともらしいです。

そこから、速い風速と遅い回転の組み合わせがラインのスケールが木星サイズの惑星半径よりも大きくなることを意味するモデリングが示唆しているので、乱流が少なくなり、上層大気は崩壊せずに1つとして循環する可能性があります木星に見られる複数のバンド。

とにかく、それは興味深い50ページのarXiv記事に対する私の見解です。多くの(私にとって)困惑する式だけでなく、理解しやすい説明や図もたくさんあります。この記事は、現在の考え方をまとめ、将来の観測データを理解するための堅固な基盤を築きます-両方とも、巧妙に作成された「明るいレビュー」の特徴です。

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