Трехмерная численная модель оболочки горячей экзопланеты на основе сферических координат

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Для исследования процесса обтекания горячего юпитера звездным ветром разработан новый трехмерный параллельный численный код в сферических координатах. Особенность сферической системы координат в окрестности полюсов преодолевается с помощью использования тернарной сферической сетки, которая представляет собой композитную сетку, состоящую из трех отдельных секторов. Численная модель многокомпонентной магнитной гидродинамики, разработанная ранее для декартовых координат, перенесена в новую модель. Представлены результаты численного расчета структуры протяженной оболочки квазиоткрытого типа для случая сверхальфвеновского обтекания горячего юпитера. Показано, что пространственного разрешения сетки оказывается достаточно для самосогласованного расчета структуры атмосферы горячего юпитера. Это позволяет в дальнейшем использовать новую модель для трехмерных аэрономических расчетов.

Об авторах

А. Г. Жилкин

Институт астрономии Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: zhilkin@inasan.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. D. V. Bisikalo, V. I. Shematovich, P. V. Kaygorodov, and A. G. Zhilkin, Physics Uspekhi 64(8), 747 (2021).
  2. D. V. Bisikalo, V. I. Shematovich, P. V. Kaigorodov, and A. G. Zhilkin, Gaseous Envelopes of Exoplanets – Hot Jupiters (Moscow: Nauka, 2020) [in Russian].
  3. M. Mayor and D. Queloz, Nature 378, 355 (1995).
  4. D. Lai, C. Helling, and E. P. J. van den Heuvel, Astrophys. J. 721, 923 (2010).
  5. S.-L. Li, N. Miller, D. N. C. Lin, and J. J. Fortney, Nature 463, 1054 (2010).
  6. A. Vidal-Madjar, A. Lecavelier des Etangs, J.-M. Desert, G. E. Ballester, et al., Nature 422, 143 (2003).
  7. Vidal-Madjar, J.-M. Desert, A. Lecavelier des Etangs, G. Hebrard, et al., Astrophys. J. 604, L69 (2004).
  8. L. Ben-Jaffel, Astrophys. J. 671, L61 (2007).
  9. A. Vidal-Madjar, A. Lecavelier des Etangs, J.-M. Desert, G. E. Ballester, et al., Astrophys. J. 676, L57 (2008).
  10. L. Ben-Jaffel and S. Sona Hosseini, Astrophys. J. 709, 1284 (2010).
  11. J. L. Linsky, H. Yang, K. France, C. S. Froning, et al., Astrophys. J. 717, 1291 (2010).
  12. A. Lecavelier des Etangs, V. Bourrier, P. J. Wheatley, H. Dupuy, et al., Astron. and Astrophys. 543, id. L4 (2012).
  13. R. V. Yelle, Icarus 170, 167 (2004).
  14. A. Garcia Munoz, Planet. Space Sci. 55, 1426 (2007).
  15. R. A. Murray-Clay, E. I. Chiang, and N. Murray, Astrophys. J. 693, 23 (2009).
  16. T. T. Koskinen, M. J. Harris, R. V. Yelle, and P. Lavvas, Icarus 226, 1678 (2013).
  17. D. E. Ionov, V. I. Shematovich, and Ya. N. Pavlyuchenkov, Astron. Rep. 61, 387 (2017).
  18. D. V. Bisikalo, P. V. Kaigorodov, D. E. Ionov, and V. I. Shematovich, Astron. Rep. 57, 715 (2013).
  19. A. A. Cherenkov, D. V. Bisikalo, and P. V. Kaigorodov, Astron. Rep. 58, 679 (2014).
  20. D. V. Bisikalo and A. A. Cherenkov, Astron. Rep. 60, 183 (2016).
  21. A. Cherenkov, D. Bisikalo, L. Fossati, and C. Möstl, Astrophys. J. 846, 31 (2017).
  22. A. A. Cherenkov, D. V. Bisikalo, and A. G. Kosovichev, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 475, 605 (2018).
  23. D. V. Bisikalo, A. A. Cherenkov, V. I. Shematovich, L. Fossati, and C. Möstl, Astron. Rep. 62, 648 (2018).
  24. I. F. Shaikhislamov, M. L. Khodachenko, H. Lammer, K. G. Kislyakova, et al., Astrophys. J. 832, 173 (2016).
  25. M. L. Khodachenko, I. F. Shaikhislamov, H. Lammer, K. G. Kislyakova, et al., Astrophys. J. 847, 126 (2017).
  26. I. F. Shaikhislamov, M. L. Khodachenko, H. Lammer, A. G. Berezutsky, I. B. Miroshnichenko, and M. S. Rumenskikh, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 481, 5315 (2018).
  27. M. L. Khodachenko, I. F. Shaikhislamov, H. Lammer, A. G. Berezutsky, I. B. Miroshnichenko, M. S. Rumenskikh, K. G. Kislyakova, and N. K. Dwivedi, Astrophys. J. 885, 67 (2019).
  28. I. F. Shaikhislamov, M. L. Khodachenko, H. Lammer, A. G. Berezutsky, I. B. Miroshnichenko, and M. S. Rumenskikh, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 491, 3435 (2020).
  29. K. G. Kislyakova, M. Holmström, H. Lammer, P. Odert, and M. L. Khodachenko, Science 346, 981 (2014).
  30. T. T. Koskinen, J. Y.-K. Cho, N. Achilleos, and A. D. Aylward, Astrophys. J. 722, 178 (2010).
  31. T. T. Koskinen, R. V. Yelle, P. Lavvas, and N. K. Lewis, Astrophys. J. 723, 116 (2010).
  32. G. B. Trammell, P. Arras, and Z.-Y. Li, Astrophys. J. 728, id. 152 (2011).
  33. I. F. Shaikhislamov, M. L. Khodachenko, Y. L. Sasunov, H. Lammer, et al., Astrophys. J. 795, 132 (2014).
  34. M. L. Khodachenko, I. F. Shaikhislamov, H. Lammer, and P. A. Prokhopov, Astrophys. J. 813, 50 (2015).
  35. G. B. Trammell, Z.-Y. Li, and P. Arras, Astrophys. J. 788, id. 161 (2014).
  36. T. Matsakos, A. Uribe, and A. Königl, Astron. and Astrophys. 578, id. A6 (2015).
  37. M. L. Khodachenko, I. F. Shaikhislamov, H. Lammer, I. B. Miroshnichenko, M. S. Rumenskikh, A. G. Berezutsky, and L. Fossati, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 507, 3626 (2021).
  38. A. S. Arakcheev, A. G. Zhilkin, P. V. Kaigorodov, D. V. Bi-sikalo, and A. G. Kosovichev, Astron. Rep. 61, 932 (2017).
  39. D. V. Bisikalo, A. S. Arakcheev, and P. V. Kaigorodov, Astron. Rep. 61, 925 (2017).
  40. A. G. Zhilkin and D. V. Bisikalo, Astron. Rep. 63, 550 (2019).
  41. A. G. Zhilkin, D. V. Bisikalo, and P. V. Kaygorodov, Astron. Rep. 64, 159 (2020).
  42. A. G. Zhilkin, D. V. Bisikalo, and P. V. Kaygorodov, Astron. Rep. 64, 259 (2020).
  43. A. G. Zhilkin and D. V. Bisikalo, Astron. Rep. 64, 563 (2020).
  44. A. G. Zhilkin, D. V. Bisikalo, and E. A. Kolymagina, Astron. Rep. 65, 676 (2021).
  45. А. Г. Жилкин, Д. В. Бисикало, Астрон. журн. 99, 970 (2022).
  46. A. G. Zhilkin and D. V. Bisikalo, Universe 7, 422 (2021).
  47. C. Ronchi, R. Iacono, and P. S. Paolucci, J. Comput. Phys. 124, 93 (1996).
  48. V. Koldoba, M. M. Romanova, G. V. Ustyugova, and R. V. E. Lovelace, Astrophys. J. 576, L53 (2002).
  49. L. Ivan, H. De Sterck, S. A. Northrup, and C. P. T. Groth, J. Comput. Phys. 255, 205 (2013).
  50. G. Chesshire and W. D. Henshaw, J. Comput. Phys. 90, 1 (1990).
  51. A. V. Usmanov, M. L. Goldstein, and W. H. Matthaeus, Astrophys. J. 754, id. 40 (2012).
  52. A. Kageyama and T. Sato, Geochemistry, Geophysics, Geosystems 5, 9005 (2004).
  53. X. S. Feng, L. P. Yang, C. Q. Xiang, S. T. Wu, Y. Zhou, and D. Zhong, Astrophys. J. 723, 300 (2010).
  54. X. Feng, M. Zhang, and Y. Zhou, Astrophys. J. Suppl. 214, id. 6 (2014).
  55. D. V. Bisikalo, A. G. Zhilkin, and A. A. Boyarchuk, Gas Dynamics of Close Binary Stars (Moscow: Fizmatlit, 2013) [in Russian].
  56. A. G. Zhilkin, D. V. Bisikalo, and A. A. Boyarchuk, Physics Uspekhi 55, 115 (2012).
  57. T. Tanaka, J. Comput. Phys. 111, 381 (1994).
  58. K. G. Powell, P. L. Roe, T. J. Linde, T. I. Gombosi, and D. L. de Zeeuw, J. Comput. Phys. 154, 284 (1999).
  59. A. Dedner, F. Kemm, D. Kroner, C.-D. Munz, T. Schnitzer, and M. Wesenberg, J. Comput. Phys. 175, 645 (2002).
  60. E. J. Weber and L. Davis, Jr., Astrophys. J. 148, 217 (1967).
  61. M. J. Owens and R. J. Forsyth, Liv. Rev. Solar Physics 10, 5 (2013).
  62. U. Ziegler, J. Comput. Phys. 230, 1035 (2011).
  63. А. Г. Жилкин, А. В. Соболев, Д. В. Бисикало, М. М. Габдеев, Астрон. журн. 96(9), 748 (2019).

Дополнительные файлы


© А.Г. Жилкин, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах