关于超级地球中可压缩对流的注解
摘要：行星的径向密度随深度增加而增加，这是由于可压缩性造成的，从而对其对流动力学产生影响。为了解释这些效应，包括准绝热温度剖面的存在和由耗散引起的熵源，可压缩性通过一个与行星半径和重力成比例的耗散数（dissipation number）$mathcal{D}$ 来表示。在地球的地幔中，可压缩性效应是适度的，但在大型岩质或液态系外行星（超级地球）中，耗散数可能变得非常大。本研究探讨了耗散数显著时可压缩对流的性质。我们首先选择了一个简单的Murnaghan状态方程，它体现了行星条件下凝聚物质的基本特性。接下来，我们分析了绝热剖面的特性，并证明了底部和顶部绝热温度之间的比值相对较小，可能小于2。我们考察了可压缩地幔的边界稳定性，并揭示了它们可能具有正或负超绝热Rayleigh数的对流现象。最后，我们深入研究了使用精确的力学方程进行的对流模拟，忽略了惯性（无限Prandtl数情况），并研究了其对超级地球动力学的影响。
作者：Yanick Ricard and Thierry Alboussi`ere
论文ID：2303.15153
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-07-19