恒星风引起的系外行星大气侵蚀

我们提出了一种对轨道位于 0.08 至 1.3 Mo 范围内恒星的系外行星磁层半径进行一阶估计的形式体系。利用该半径，我们估计了未受恒星风保护的大气表面。我们针对系外行星最极端的环境——GKM 型与极低质量恒星在宜居带的两个边界处——分析了这一未受保护表面。所估计的未受保护表面使得我们能够定义系外行星保留其大气的可能性。该函数可被纳入新的宜居性指数 SEPHI 中。结合文献中的不同公式以及恒星与系外行星的物理特征，我们估计了恒星磁感应强度、恒星风的主要特征，以及不同的星-行星相互作用区域（亚阿尔文速与超阿尔文速、亚声速与超声速）。利用这些信息，我们可以估计系外行星磁层顶半径，进而得到系外行星未受保护表面。我们研究了绕恒星宜居带运行的类地系外行星的极光孔径角，发现其行为因恒星处于自转饱和或非饱和状态而不同：极光环孔径角分别高于或低于 36^\circ，且宜居带内边界处极光孔径角与宜居带两边界极光孔径角之差之间的线性关系斜率也不同。当行星被潮汐锁定时，未受保护角急剧增大至高于 40^\circ，保留大气的可能性很低。当恒星风冲击发生于亚阿尔文速状态时，对于绕恒星极近轨道运行的系外行星，保留大气的可能性几乎为零。