热木星的大气逃逸

入射到热木星大气上的紫外辐射引起的光电离加热可能驱动行星质量损失。我们构建了一个包含实际加热和冷却、电离平衡、潮汐引力以及主星风压力约束的逃逸模型。我们表明，质量损失采取流体动力学（“帕克”）风的形式，在恒星风平静期间从行星的昼半球发射。当昼半球风被恒星风的约束作用抑制时，如果存在足够的热量水平输运，夜半球风可能会启动。热木星在其主星的前主序阶段的最大质量损失率约为 2 × 10¹² g/s，在主序阶段约为 2 × 10¹⁰ g/s，对应的最大总损失分别约为行星质量的 0.06% 和 0.6%。对于紫外通量 F_UV < 10⁴ erg/cm²/s，质量损失率近似受能量限制，并与 F_UV^0.9 成正比。对于更大的紫外通量，例如金牛座 T 型星（T Tauri stars）的典型值，辐射损失和等离子体复合迫使质量损失率以 F_UV^0.6 的速率更缓慢地增加。由于受到压倒性的恒星风压力的约束，昼半球风在金牛座 T 型星阶段被抑制。我们得出结论，虽然紫外辐射确实可以驱动热木星的风，但这种风在任何演化阶段都不能显著改变行星质量。然而，它们可以产生可观测的特征。HD 209458 的莱曼-α 光子以 ±100 km/s 的多普勒速度被吸收的可能解释包括行星风与恒星风之间的激波中的电荷交换。