约束热气体巨星B场的新方法：测量重离子速度
地球与行星天体物理
2024-06-25 v2
摘要
磁场连接了行星过程的一个数组，从大气逃逸到内部对流。尽管其重要性已知，但外行星磁场在理论和观察中大多是未受约束的。在本Letter 中，我们提出了一种新方法，用于约束热气体巨星的B场强度：通过高分辨率光谱学比较重离子和中性气体的速度。该方法的核心概念是，离子直接被磁场偏转。虽然中性粒子也通过与field加速的离子之间的摩擦受到B场的影响，但离子气体应与底层磁场更强烈地耦合。因此，测量两者之间的速度差可粗略地约束B场，前提是已知星体UV 辐射通量的估计。我们指出，重离子特别适合这一技术，因为它们不太可能被复杂的流体外流所吸附。我们对Ba II进行了概念验证计算，该离子在高分辨率光谱学中已被可靠地测量。我们的工作表明，10G磁场会产生约km/s的离子-中性速度差，而50G磁场会产生约20km/s的速度差。凭借这项新方法，我们将能够探讨热气体巨星的磁场生成，这对行星内部结构、dynamo 理论和宜居性都具有深远的影响。
引用
@article{arxiv.2406.12512,
title = {A new lever on exoplanetary B fields: measuring heavy ion velocities},
author = {Arjun B. Savel and Hayley Beltz and Thaddeus D. Komacek and Shang-Min Tsai and Eliza M. -R. Kempton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.12512},
year = {2024}
}
备注
Accepted at ApJ Letters. 12 pages; 4 figures; 2 tables