Evryscope 与 K2 对 TRAPPIST-1 超级耀发发生率及行星宜居性的约束
地球与行星天体物理
2020-09-02 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
邻近的超冷矮星 TRAPPIST-1 拥有数颗地球大小的类地行星，其中三颗的平衡温度可能支持液态地表水，使其成为系外行星表征的引人注目目标。TRAPPIST-1 是一颗活跃的恒星，频繁发生耀发，这对其行星的宜居性有影响。超级耀发（能量超过 10^33 erg 的恒星耀发）可彻底摧毁冷恒星行星的大气层，使紫外辐射和高能粒子轰击其表面。然而，超冷矮星在宁静时发出的紫外通量很小，这提出了一种可能性：需要频繁耀发来提供依赖紫外光的益生化学。我们结合 Evryscope 与 Kepler 观测来表征 TRAPPIST-1 的高能耀发率。Evryscope 是由 22 台小型望远镜组成的阵列，每两分钟在 g' 波段对全天南半球进行成像。跨越 2 年共 170 个夜晚的 Evryscope 观测，通过采样 TRAPPIST-1 的长期耀发活动，补充了 80 天连续短节奏 K2 观测。我们更新了 TRAPPIST-1 的超级耀发率，发现其年累积率为 4.2 (+1.9 -0.2) 次超级耀发。我们计算了耗尽宜居带行星大气中臭氧所需的耀发率，发现若其行星上存在臭氧，TRAPPIST-1 的耀发率不足以耗尽臭氧。此外，我们计算了提供足够紫外通量以驱动益生化学所需的耀发率。我们发现 TRAPPIST-1 的耀发率可能不足以催化某些被认为导致 RNA 合成的类地化学途径，且对于任何 TRAPPIST-1 行星，由耀发产生的生物相关 UV-B 波段通量都比地球历史上任何时候所经历的低数个数量级。
引用
@article{arxiv.2006.14712,
title = {Evryscope and K2 Constraints on TRAPPIST-1 Superflare Occurrence and Planetary Habitability},
author = {Amy L. Glazier and Ward S. Howard and Hank Corbett and Nicholas M. Law and Jeffrey K. Ratzloff and Octavi Fors and Daniel del Ser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.14712},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 9 figures. Accepted to The Astrophysical Journal, in press