Der Versuch, das Verhalten der Atmosphäre eines heißen Jupiters zu bestimmen - eines Gasriesen, der so nahe an seinem Stern liegt, dass er entweder gezeitengesperrt oder in einer langsamen Orbitalresonanz gefangen ist - ist schwierig, da wir hier in unserem Sonnensystem keine Präzedenzfälle haben. Es ist jedoch möglich, die Exoplanetenatmosphäre im Detail zu untersuchen könnte Seien Sie wie, basierend auf Beispielen des Sonnensystems.
Zum Beispiel gibt es die Venus, die, obwohl sie nicht gezeitengesperrt ist, eine so langsame Rotation aufweist (einmal alle 243 Erdentage), dass ihre Dynamik praktisch der eines gezeitengesperrten Planeten entspricht.
Interessanterweise die obere Atmosphäre der Venus dreht sich superDies bedeutet, dass es in die gleiche Richtung wie die Rotation des Planeten zirkuliert, aber viel schneller - im Fall der Venus mit der sechzigfachen Geschwindigkeit der Rotation des Planeten. Es ist wahrscheinlich, dass diese Winde durch den großen Temperaturgradienten zwischen Tag- und Nachtseite des Planeten angetrieben werden.
Umgekehrt weist die Erde mit ihrer schnellen Rotation einen viel geringeren Potentialunterschied zwischen Tag- und Nachtseitentemperaturen auf, so dass ihre Wettersysteme stärker von der tatsächlichen Rotation des Planeten und auch vom Temperaturgradienten zwischen Äquator und Pol beeinflusst werden. Das Nettoergebnis sind viele kreisförmige Wettersysteme, deren Richtung durch den Coriolis-Effekt bestimmt wird - gegen den Uhrzeigersinn auf der Nordhalbkugel und gegen den Uhrzeigersinn im Süden.
Und natürlich haben wir Gasriesen, auch wenn sie nicht heiß sind. Da sie so weit von der Sonne entfernt sind, haben Temperaturgradienten zwischen Tag und Nacht sowie am Äquatorpol wenig Einfluss auf die atmosphärische Zirkulation unserer Gasriesen. Die wichtigsten Probleme sind die Rotationsgeschwindigkeit jedes Planeten und die Größe jedes Planeten.
Der größere Radius von Jupiter und Saturn überschreitet ihre Rhein-Skala und zwingt den Massenstrom ihrer Atmosphäre dazu, sich in verschiedene Bänder mit turbulenten Wirbeln zwischen ihnen aufzulösen. Der kleinere Radius von Uranus und Neptun ermöglicht es jedoch, dass der Großteil der Atmosphäre als ungebrochenes Ganzes zirkuliert und nur an jedem Pol in zwei kleinere Bänder zerfällt.
Teilweise, weil es kühler ist, aber hauptsächlich, weil es kleiner ist, hat Neptuns Atmosphäre eine viel weniger turbulente Strömung als Jupiter - was ein wenig erklärt, warum es die schnellsten stratosphärischen Windgeschwindigkeiten im Sonnensystem hat.
All diese Faktoren sind nützlich, um festzustellen, wie sich die Atmosphäre eines heißen Jupiters verhalten könnte. Da diese Planeten so nah an ihrem Stern sind, ist es wahrscheinlich, dass sie teilweise oder vollständig gezeitengesperrt sind. Der Haupttreiber für die atmosphärische Zirkulation wird also wie bei Venus der Temperaturgradient zwischen Tag und Nacht sein. Eine superrotierende Stratosphäre, die um ein Vielfaches schneller zirkuliert als die inneren Teile des Planeten, ist plausibel.
Von dort aus deutet die Modellierung darauf hin, dass die Kombination aus schneller Windgeschwindigkeit und langsamer Rotation dazu führt, dass die Rheinskala größer wird als ein Planetenradius in Jupiter-Größe, sodass weniger turbulente Strömungen auftreten und die obere Atmosphäre als eine zirkulieren kann, ohne in diese aufzubrechen die vielen Bands, die wir auf Jupiter sehen.
Wie auch immer, das ist meine Sicht auf einen interessanten 50-seitigen arXiv-Artikel mit vielen (für mich) verwirrenden Formeln, aber auch vielen verständlichen Erzählungen und Diagrammen. Der Artikel konsolidiert das aktuelle Denken und legt eine solide Grundlage, um zukünftige Beobachtungsdaten zu verstehen - beides Kennzeichen einer gut ausgearbeiteten „beleuchteten Überprüfung“.
