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能量限制逃逸的修正

地球与行星天体物理 2015-12-23 v1

摘要

靠近宿主恒星的气体行星经历光蒸发质量损失。能量限制逃逸概念通常用于推导行星质量损失率的估计。我们对热气体行星热层的光致电离流体动力学模拟表明,能量限制逃逸概念仅对引力势低于 log10(ΦG)<13.11 \log_\mathrm{10}\left( -\Phi_{\mathrm{G}}\right) < 13.11~erg\,g1^{-1} 的行星有效,因为这些行星中辐射能量输入被高效地用于驱动行星风。引力势 log10(ΦG)13.6 \log_\mathrm{10}\left( -\Phi_{\mathrm{G}}\right) \gtrsim 13.6~erg\,g1^{-1} 的大质量致密行星表现出束缚更紧的大气,其中完整的辐射能量输入通过氢 Lyα\alpha 和自由-自由发射重新辐射出去。因此这些行星拥有流体动力学稳定的热层。在这两极端之间,由于加热效率降低,行星风的强度迅速衰减。小行星经历增强的蒸发,因为它们拥有膨胀的大气,暴露出更大的表面接受恒星辐照。我们给出依赖于行星引力势与辐照水平的加热效率和膨胀半径标度律。由此得到的修正能量限制逃逸概念可用于推导超级地球尺寸行星以及具有氢主导大气的大质量热木星的质量损失率估计。

关键词

引用

@article{arxiv.1511.09348,
  title  = {Energy-limited escape revised},
  author = {M. Salz and P. C. Schneider and S. Czesla and J. H. M. M. Schmitt},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1511.09348},
  year   = {2015}
}

备注

5 pages, 5 figures, accepted for publication in A&A