Habitable Zone and Atmosphere Retention Distance (HaZARD)：星际演化相关的二次大气损失模型
地球与行星天体物理
2025-02-21 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
星体外行星领域的主要未解之谜之一是，地球大小的岩石行星是否稀有。本文我们确定地球大小行星在 various 星体主机下的大气保留距离，并将其与液态水 Habitable Zone 进行比较。我们将行星大气模型与星体演化模型相结合。大气模型由热化学 Kompot 代码生成，允许我们计算不同星体质量、自转率和年龄下的 Jeans 逃逸速率。这些损失速率允许我们确定行星最可能保留 CO2 或 N2 主导大气的最近距离。利用星体自转演化模型，我们对这些保留距离随 X射线和紫外辐射活动变化而演化的过程进行了建模。我们发现，Habitable Zone 与 Atmospheric Retention Distance 的重合区域在缓慢自转的星体上更早出现。此外，我们发现质量小于 0.4 M_\odot 的星体的 Habitable Zone 行星不太可能保留任何大气，因为这些全对流星体的自转衰减率较低。我们还表明，初始自转速率会影响行星保留大气的可能性，因为初始自转较快的星体会维持更长时间的高水平短波辐射。包括 JWST 在 cycles 1 和 2 中观察的所有类地岩石行星，包括 Habitable Zone 行星，都位于 ARD 之外。我们的结果将对未来使用 JWST 或如 Ariel 空间任务等未来仪器进行小型行星观测计划的目标选择产生影响。
引用
@article{arxiv.2502.09702,
title = {Habitable Zone and Atmosphere Retention Distance (HaZARD) Stellar-evolution-dependent loss models of secondary atmospheres},
author = {Gwenaël Van Looveren and Sudeshna Boro Saikia and Oliver Herbort and Simon Schleich and Manuel Güdel and Colin Johnstone and Kristina Kislyakova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.09702},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 5 figures, accepted for publication in A&A