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利用氦10830 Å透射光谱约束行星磁场

地球与行星天体物理 2024-01-09 v2 太阳与恒星天体物理 空间物理

摘要

行星磁场会影响经历大量紫外辐照的密近行星的预计质量损失率。在本工作中,我们提出一种利用氦10830埃谱线的透射光谱探测正在经历大气逃逸的密近系外行星磁场的方法。受先前关于流体动力学和磁流体动力学光致蒸发研究的启发,我们认为磁场太弱而无法控制外流拓扑结构的行星,由于昼侧到夜侧的流动会导致蓝移透射。相反,强磁场阻止这种昼侧到夜侧的流动,因为气体被迫遵循磁场大致偶极的拓扑结构。我们对现有的二维光致蒸发模拟进行后处理以检验这一概念,计算氦的合成透射轮廓。正如预期,我们发现流体动力学主导的外流导致量级为气体声速的蓝移透射。强表面磁场导致未移动或轻微红移的透射轮廓。高分辨率观测可区分这些轮廓;然而,偏心率的不确定性通常意味着我们无法确切地说速度位移是由单个行星的外流引起的。大多数氦观测呈蓝移,这可能是密近行星表面偶极磁场强度0.1\lesssim 0.1高斯的一个初步迹象。需要更多三维流体动力学和磁流体动力学模拟来稳健地证实这一结论。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.10947,
  title  = {Using helium 10830 {\AA} transits to constrain planetary magnetic fields},
  author = {Ethan Schreyer and James E. Owen and Jessica J. Spake and Zahra Bahroloom and Simone Di Giampasquale},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.10947},
  year   = {2024}
}

备注

Published in MNRAS