约束包含亚海王星和超级地球的十余个系统的恒星自转与行星大气演化

我们约束了原行星盘消散时的行星大气质量分数以及十余个包含亚海王星和/或超级地球的多行星系统的恒星自转速率演化。我们采用自主开发的 Python 代码 Pasta（Planetary Atmospheres and Stellar roTation rAtes），在贝叶斯框架内对系外行星的大气演化进行建模。该代码结合了 MESA 恒星演化轨迹、描述行星结构的模型、关联恒星自转与活动水平的模型，以及基于流体动力学模拟结果预测行星大气质量损失速率的模型。通过 MCMC 方案，我们检索了所有考虑参数的后验概率密度函数。对于大于约 2 Gyr 的年龄，我们发现中位自转减速率（即 $P(t)\propto t^y$）为 $\bar{y}=0.38_{-0.27}^{+0.38}$，表明自转衰减略慢于经典文献值（$\approx$0.5），但仍处于 $1\sigma$ 范围内。在较年轻阶段，我们发现中位自转减速率（即 $P(t)\propto t^x$）为 $\bar{x}=0.26_{-0.19}^{+0.42}$，低于在年轻疏散星团中的观测值，但仍处于 $1\sigma$ 范围内。然而，这两个结果可能归因于选择偏差，因为适合由 Pasta 分析的系统至少包含一颗具有富氢大气的行星，这意味着宿主恒星更有可能作为慢自转恒星演化。我们进一步寻找所考虑行星的初始大气质量分数与系统参数之间的相关性，但未发现任何相关。TESS、CHEOPS 和 PLATO 任务将有助于识别并精确测量适合 Pasta 分析的系统，从而有望约束行星形成与恒星演化。