前行星与系外行星逃逸的分子动力学模拟：跨声速流判据
地球与行星天体物理
2015-06-15 v2
摘要
气体动力学方程被广泛用于描述太阳系天体和系外行星的大气逃逸，尽管无穷远处的边界条件并未唯一确定。利用能正确处理从连续区到稀薄区过渡的分子动力学模拟，我们确认当绝热膨胀是主导冷却过程时，能量限制逃逸近似是有效的。然而，这并不意味着外流会达到声速。事实上，在声速区域，能量限制近似可能会显著低估逃逸率。较大的逃逸率及伴随的绝热冷却可产生具有高度延展的亚声速流大气。由于这会影响高层大气的加热率以及与外部场和等离子体的相互作用，我们给出了一个判据，用于估计外流在连续区何时变为跨声速。该判据应用于早期地球大气、系外行星大气以及前行星冥王星的大气，它们均具有较大的逃逸率。本文及其勘误表在此合并发表：ApJL 768, L4 (2013); ApJ, 779, L30 (2013)。
引用
@article{arxiv.1302.6538,
title = {Molecular-Kinetic Simulations of Escape from the Ex-planet and Exoplanets: Criterion for Transonic Flow},
author = {Robert E. Johnson and Alexey N. Volkov and Justin T. Erwin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.6538},
year = {2015}
}
备注
11 pages, 3 figures