热低质量行星最小质量与最大半径的行星大气学约束

受若干近距低密度行星发现的启发，我们将流体力学和洛希瓣效应纳入考量，对金斯逃逸参数进行了推广。我们进一步定义 $\Lambda$ 为在观测到的行星半径和质量下，针对行星平衡温度并考虑原子氢计算出的金斯逃逸参数值，且独立于大气温度剖面。我们考虑了平衡温度为 500 K 和 1000 K、质量为 5 和 10 $M_{\oplus}$ 的行星，它们环绕早期 G 型、K 型和 M 型恒星运行。假设大气晴朗，通过比较由能量限制公式（仅考虑高能恒星辐射吸收引起的加热）得到的逃逸率和由流体力学大气代码（还考虑了全辐射加热）得到的逃逸率，我们发现 $\Lambda$ 小于 15-35 的行星处于“沸腾逃逸”状态，此时逃逸由大气热能和低行星引力驱动。我们发现，对于 $\Lambda$ < 15-35 的热（即 $T_{\rm eq}\gtrapprox$ 1000 K）低质量（$M_{\rm pl}\lessapprox$ 5 $M_{\oplus}$）行星，其大气收缩至更小的半径，使得其 $\Lambda$ 在不到 $\approx$500 Myr 的时间内演化为高于 15-35 的值，从而脱离沸腾逃逸状态。由于其洛希瓣半径较小，我们发现对于环绕 M 型矮星运行的、$\Lambda$ < 15-35 的热（即 $T_{\rm eq}\gtrapprox$ 1000 K）较高质量（$M_{\rm pl}\lessapprox$ 10 $M_{\oplus}$）行星，也得到了相同的结果。因此，对于处于该参数范围内的古老且以氢为主的行星，$\Lambda$ 应当 $\geq$15-35，这为行星的最小质量和最大半径提供了强有力的约束，并可用于预测气溶胶的存在和/或约束行星质量等。