太阳系附近热气体行星逃逸大气的模拟

行星热大气中高能辐射的吸收被认为会导致行星风的形成。由此产生的质量损失率会影响演化，特别是小气体行星的演化。我们展示了对太阳系附近18颗热气体行星逃逸大气的1D球对称流体动力学模拟。我们的样本仅包含强辐照行星，其膨胀大气可能通过透射光谱探测到。模拟使用PLUTO-CLOUDY接口进行，该接口将详细的电离和等离子体模拟代码与通用MHD代码耦合。我们研究热大气逃逸并推导行星质量损失率的改进估计。我们的模拟重现了通过钠D吸收在HD 189733 b中测量的温度-压力轮廓，但在HD 209458 b的情况下显示出无法解释的差异。与通常假设相反，我们发现大质量和致密行星（如HAT-P-2 b）的引力束缚更紧的热大气是流体动力学稳定的。致密行星通过氢Ly$\alpha$和自由-自由发射处置辐射能量输入。辐射冷却在HD 189733 b中也重要，但朝向较小行星如GJ 436 b时减弱。模拟显示较小行星的强且冷的风主要引起强Ly$\alpha$吸收但很少发射。具有热稳定热大气的致密大质量行星引起小吸收信号但却是强Ly$\alpha$发射体，可能用当前仪器探测到。吸收和发射信号提供了热气体行星中这两类热大气的可能区分。根据我们的结果，WASP-80和GJ 3470目前是用于旨在探测大气Ly$\alpha$吸收信号的观测后续研究最有希望的目标。