利用紫外凌星观测表征 HD209458b 的热层

紫外波段的透射光谱术是关于系外行星高层大气信息的丰富且很大程度上未被探索的来源。迄今为止，紫外凌星观测已导致在 HD209458b 的高层大气中探测到原子氢、氧和电离碳。对这些观测的解释存在争议——吸收是来自与恒星辐射和星风相互作用的逃逸大气，还是来自洛希瓣内的热层，这一点尚不清楚。在此，我们引入一个经验模型，可用于分析系外行星的紫外凌星深度，并用它来解释 HD209458b 在 H Ly alpha 和 OI 三重态发射线中的凌星。结果表明，热层的平均温度为 8,000-11,000 K，且 H2/H 解离前沿位于 0.1-1 微巴的压力之间，对应于 1.1 Rp 的高度。模型热层的上边界位于 2.7-3 Rp 的高度之间，在此高度之上大气大部分被电离。我们发现 HI 凌星深度反映了热层在 H Ly alpha 谱线翼中的光学深度，但大气也溢出了洛希瓣。通过假设氧的太阳混合比，我们获得了与观测在统计上一致的 OI 凌星深度。如果大气正在经历快速的流体动力学逃逸，O/H 比超太阳，或者在洛希瓣外发现大量中性氧，则 OI 凌星深度可能等于或略大于 HI 凌星深度。由于数据存在很大的不确定性，有必要进行重复观测以更好地约束 OI 凌星深度，从而约束热层的成分。