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恒星风对热木星大气逃逸及其 Ly-$\alpha$ 与 H$\alpha$ 凌星的影响

地球与行星天体物理 2022-03-14 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

近轨道系外行星的大气逃逸可由宿主恒星的高能辐射驱动。行星外流与恒星风的相互作用可能产生依赖于恒星风强度的可观测凌星信号。我们通过对热木星大气逃逸进行详细的辐射流体动力学模拟,以自洽、动态耦合的方式包含了宿主恒星的风。我们表明行星外流由其热压力与恒星风动压力之间的平衡所塑造。我们利用模拟输出计算了 Lyman-α\alpha 与 Hα\alpha 凌星特征。强风可约束外流并减小 Lyman-α\alpha 凌星深度。相反,风对 Hα\alpha 的影响较弱,因为行星最上层大气的贡献很小。同时观测这两条谱线对于理解来自宿主的 UV 辐射与风的影响十分重要。大气质量损失率大致独立于风强度。我们还讨论了日冕物质抛射对这些特征的影响。我们认为在 M 型矮星周围,该效应在每次凌星中都可能显著。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.00471,
  title  = {Stellar Wind Effect on the Atmospheric Escape of Hot Jupiters and their Ly-$\alpha$ and H$\alpha$ transits},
  author = {Hiroto Mitani and Riouhei Nakatani and Naoki Yoshida},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.00471},
  year   = {2022}
}

备注

5 pages, 4 figures, accepted for publication in MNRAS