经验法确定宇宙浪线
地球与行星天体物理
2025-08-19 v1
摘要
宇宙浪线（Cosmic Shoreline）概念提出了一种基于太阳系中累积辐射功率与逃逸速度关系，用于区分有大气和没有大气的行星。天文台外行星社区试图细化对宇宙浪线的理解，以提供统一的工具来建立外行星观察的层级结构。这在尝试通过 JWST 或即将到来的 ELT 探索小型外行星大气时尤为重要。本文的目标是采用经验方法来细化宇宙浪线概念。具体而言，我们使用来自 ExoAtmospheres 数据库的数据，利用已确认大气探测的外行星样本最大限度地进行经验性宇宙浪线（Empirical Cosmic Shoreline, ECS）的确定。我们通过以火星和受辐射超地球 55 Cnc e 为锚点，纠正经典浪线定义中的局限性。 resulting relation exhibits a significantly steeper slope than previously theorized. 应用于围绕 M 恒星的行星时，ECS 表明更多行星会保留大气，而传统模型在采用标准 Ixuv 估计时预测的比例更低。然而，纳入针对低质量 M 恒星（M < 0.35 米耀）的修正 XUV 辐射史后，仅有七颗小行星（R < 1.7 地球半径）能稳固位于保留区内。最后，我们依据 ECS 的位置及传输光谱指数（Transmission Spectroscopy Metrics）确定了面向 JWST Rocky Worlds 调查和未来 ELT 观测的高优先级目标。未来的工作必须集中于通过对边缘候选者及具有良好约束 XUV 历史的系统进行高精度观测来扩充 ECS 的经验验证。[已节选]
引用
@article{arxiv.2508.12865,
title = {An empirical determination of the Cosmic Shoreline},
author = {Pedro Meni-Gallardo and Enric Pallé},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.12865},
year = {2025}
}
备注
Submitted to A&A Journal