火星大气逃逸率 - 若其轨道处于旧型红矮星周围
地球与行星天体物理
2026-03-13 v1
摘要
大气逃逸是影响行星大气演化的重要过程。各种物理机制都可以 contribute to 大气逃逸，包括热力学逃逸、离子逃逸、光化学逃逸和溅射。本文针对一颗类似火星的系外行星，计算其在巴纳德星（一颗年老、活动不活跃的红矮星）周围的逃逸率。我们将该行星置于接收与我们太阳系中相同总星际通量的轨道距离。我们使用测量得到的恒星极紫外（EUV）光谱和对恒星磁场的假设，确定高能辐射和恒星风环境。此信息用于对行星的热层、外层和磁层进行建模，使用多种已验证的模型。我们发现整体逃逸率主要由热力学过程主导，且相对于今天的火星提高了 2-5 个数量级，表明一颗类似火星的行星若位于巴纳德星周围，最多只能保留大气数十万年。最近在巴纳德星附近发现的若干行星也不太可能保留显著的大气。依此类推，任何位于红矮星「宜居带」的类火星行星都不太可能长期保留大气。
引用
@article{arxiv.2603.11561,
title = {Atmospheric Escape Rates from Mars - If it Orbited an Old M-Dwarf Star},
author = {David A. Brain and Ofer Cohen and Thomas E. Cravens and Kevin France and Alex Glocer and Parker Hinton and Francois Leblanc and Yingjuan Ma and Akifumi Nakayama and Shotaro Sakai and Ryoya Sakata and Kanako Seki and Julián D. Alvarado-Gómez and Zachory Berta-Thompson and Eryn M. Cangi and Michael Chaffin and Jean-Yves Chaufray and Renata Frelikh and Yoshifumi Futaana and Katherine Garcia-Sage and Lukas Hanson and Mats Holmström and Bruce Jakosky and Riku Jarvinen and Ravi Kopparapu and Daniel R. Marsh and Aimee Merkel and Thomas Earle Moore and Yuta Notsu and Rachel A. Osten and William K. Peterson and Laura Peticolas and Robin Ramstad and Kevin B. Stevenson and Robert Strangeway and Wenyi Sun and Naoki Terada and Aline A. Vidotto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.11561},
year = {2026}
}
备注
39 pages, 8 figures, submitted to ApJ