論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1709.04539
Thorngren & Fortney (2017)
Bayesian Analysis of Hot Jupiter Radius Anomalies: Evidence for Ohmic Dissipation?
(ホットジュピター半径以上のベイズ解析：オーム散逸の証拠？)

概要

平衡温度が 1000 K よりも高い巨大ガス惑星は，理論的な予想よりもずっと大きな半径を持っている．このホットジュピターの半径膨張は未解決問題であり，膨張機構として様々な説が提案されている．

ここではこれらのモデルを個別に検証するのではなく，惑星内部での加熱率を，惑星への入射フラックスの関数 ε(F) として特徴付けをした．その結果を，複数のモデルの理論的予言と比較した．今回は，質量と半径がよく測定されている 300 個の巨大惑星について調べた．

観測されている惑星半径を最も良く再現する内部での加熱率を入射フラックスの関数の形で推定するため，惑星の熱進化モデルとベイジアン統計モデルを適用した．


まず，0.5 木星質量よりも軽い質量を持つ惑星の半径膨張は，より質量が大きい惑星での半径膨張と比べて非常に異なる傾向があることが分かった．これは，惑星からの質量放出か，軽い惑星での非効率的な加熱機構の結果である可能性がある．ひとまずそのようなものとして，ここではこの閾値を下回る惑星を解析から除外した．

次に，ε(F) は惑星の平衡温度の増加に伴って大きくなり，平衡温度 ~ 1500 K で ε(F) ~ 2.5%になるまで増加することが分かった．そして，さらに温度が高くなると今度は ε(F) は低下し，平衡温度が 2500 K の時に ε(F) ~ 0.2%となった．

このような，受け取るフラックスが大きい領域で加熱効率が低下する傾向は，巨大ガス惑星の膨張半径におけるオーム散逸モデルでは予測されているが，他のモデルでは予測されていない．また，熱潮汐モデルについても検証を行い，熱潮汐モデルの場合は観測されているより遥かに大きな半径の変化を予測することが分かった．

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