经历失控膨胀的热土星中巨大且可变的前导氦尾
地球与行星天体物理
2023-07-19 v1
摘要
大气逃逸塑造系外行星的命运,质量-半径-辐照分布中印有 transformative 质量损失的统计证据。本文呈现高辐照、低引力、膨胀热土星HAT-P-67 b的凌星光谱。宜居带行星探测者(HPF)光谱显示10833埃氦三重线高达10%吸收深度的探测。跨越39个夜晚的13.8小时天上积分时间采样了整个行星轨道,揭示出在前导大尾中超前凌星达130个行星半径的过量氦吸收。该构型可理解为逃逸物质溢出其小型洛希瓣,并将大部分气体平流进入恒星——而非行星——静止系,与氦线轮廓中观测到的多普勒速度结构一致。显著的前导尾作为昼侧质量损失及强昼/夜侧不对称的直证。我们观测到线轮廓在凌星间的某些变率,与恒星与行星风的相互作用一致。我们采用1D Parker风模型估算质量损失率,发现量级为 g/s,由于F型宿主星未知XUV通量而具大不确定性。HAT-P-67 b中的大量质量损失代表了膨胀热土星的宝贵例子,该类行星近期被确认稀少,因其大气预计快速蒸发。我们对比了失控蒸发的两种物理机制:欧姆耗散与XUV辐照,略偏向后者。
引用
@article{arxiv.2307.08959,
title = {A Large and Variable Leading Tail of Helium in a Hot Saturn Undergoing Runaway Inflation},
author = {Michael Gully-Santiago and Caroline V. Morley and Jessica Luna and Morgan MacLeod and Antonija Oklopčić and Aishwarya Ganesh and Quang H. Tran and Zhoujian Zhang and Brendan P. Bowler and William D. Cochran and Daniel M. Krolikowski and Suvrath Mahadevan and Joe P. Ninan and Guðmundur Stefánsson and Andrew Vanderburg and Joseph A. Zalesky and Gregory R. Zeimann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.08959},
year = {2023}
}
备注
Submitted to The Astronomical Journal