来自相当高分辨率模拟的不另外间且集中在行星昼侧的涡度场。这些画面显示了在地球上移动的大型风暴。来源:uux.cn/斯金纳、纳蒂勒和乔。
（神秘的留学趋势观察地球uux.cn）据美国物理学家组织网（英格里德·法德利）：多年来，大多数天体物理模型都假设太阳系以外的行星（称为系外行星）在其宿主恒星（即相似太阳的恒星，行星操控系统在其周围形成）的相似深度被加热。但是，经由使用各异望远镜的几次兴办对最近观测结局的确认表明，一些系外行星在大气层中吸收热量的深度或许比最初想象的要深得多。这种系外行星或许显示出与过去模型预测截然各异的天气模式。
加州理工学院、熨斗探究所和布兰代斯大学的探究人员最近开展了一系列模拟，证实了这一假设。他们发表在《物理留言快报》上的论文表明，由更深处的宿主恒星加热的热系外行星大气导致了各异的持续天气模式。
“最近对WASP-96b行星的JWST资料开展的确认促使我们探究这个难题，该确认显示，来自其宿主恒星的热量或许在大气层深处被吸收，比我们之前想象的专题合集要多，”该论文的作者杰克·w·斯金纳、乔纳斯·纳蒂勒和詹姆斯·赵告诉Phys.org。“这让我们查看了过去对相似行星的确认，察觉还有其他行星也以这种方式受热。”
斯金纳、纳蒂勒和乔最近岗位的首要目标是更好地知晓行星被加热的大气深度如何作用它们的持久天气模式。这将允许更精确地确定使用当前和前方的太空望远镜观察行星时的外观。它还将合作我们对气候的知晓，并最后合作系外行星的宜居性。
斯金纳、生日祝福推荐纳蒂勒和乔阐释说:“当下还不清楚系外行星上加热的确切位置和分布，但过去的探究通常假设一个位置和分布。”“实际上，需要更完整的行星大气图像才能精确阐释观测结局。”
身为探究的一若干，探究人员开展了数百次最先进的超级计算机模拟。他们的模拟解决了一组繁琐的非线性方程，这些方程刻画了可压缩流体如何在旋转球体上演化。同样的方程也被用来预测地球和太阳系其他行星的天气和气候。
来自相当高分辨率模拟的不另外间且集中在行星昼侧的涡度场。这些画面显示了在地球上移动的大型风暴。来源:uux.cn/斯金纳、纳蒂勒和乔。
斯金纳说:“我们用一样的参数配置了这些模拟，就像两个各异的热木星具有各异的加热类型一样。”
“加热是基于詹姆斯·韦伯和哈勃太空望远镜（后者已不再管理）对热木星系外行星WASP-96b的检索。与过去模拟岗位的核心区别是，我们的岗位使用了一种相当高效的算力，使我们的模拟能够在强大的超级计算机上以极高的分辨率（实际上比通常为这些行星所做的分辨率高50倍左右）开展。”
Skinner、Nä ttilä和Cho使用的算力显著增强了他们的模拟，使他们能够捕捉小尺度的流动结构，如涡流、锋面和波浪。总的来说，这些流动结构提供了有关系外行星上或许观察到的天气模式的重大信息，其详情和精确性达到了前所未有的水平。
“由于加热及其形成的小规模结构驱动了流动，加热的类型确定了这些行星上的流动行为，”纳蒂勒说。“我们的模拟显示，热木星的大气层是高度动向和动荡的，强大的风暴从大到小的规模和强度不等。这些风暴的类型和行为取决于热量和冷却如何在行星上重新分配。”
该探究小组最近的岗位为太阳系外行星的天气状况以及这些状况如何受到宿主恒星热量吸收深度的作用提供了有趣的见解。
身为这项探究的一若干开展的模拟是迄今为止开展的最详尽和最精确的模拟之一，可以为刻画热系外行星大气的新模型的开发提供信息。
“模拟和理解系外行星上的气流至关重大，由于这些气流在行星周围移动热（和冷）空气块（含有化学物质和云），”Cho阐释说。“这形成了围绕地球运动的亮点和暗点，并有或许被当前和前方的太空望远镜任务（如JWST和爱丽儿）观测到。”
斯金纳、纳蒂勒和乔对他们迄今为止获得的结局充满热情，由于他们最后证明了系外行星的大气是高度动向和可变的，与地球没有什么各异。另外，他们的岗位表明，尽管系外行星或许具有相当相似的物理参数，并位于具有相似宿主恒星的行星操控系统中，但它们之间的细微差异或许会对它们的气候、天气和其他可观测特征形成深刻作用。
斯金纳、纳蒂勒和乔补充说:“我们的岗位揭示了许多有关系外行星的更令人兴奋的难题，并证明如今迫切需要精确的模型来精确阐释当前的观测结局并完善前方的观测打算。”
“随着美国全国航空航天局的JWST和欧空局快要到来的ARIEL任务，我们的岗位表明我们如今能够着手现实地限制和评测基础物理理论和繁琐的计算机模型，并进一步坚定地确定哪些系外行星或许存在生命。”