热系外行星的磁场演化
地球与行星天体物理
2024-11-13 v2
摘要
数值模拟表明，行星磁场强度取决于从行星内部涌现的对流能量通量。本文使用 MESA 模拟气体巨行星的内部结构，以确定能够驱动磁场产生的对流能量通量。该通量随后被纳入 Christensen 等人的发电机形式体系中，以估算模拟行星的最大偶极磁场 B_dip^(max)。首先，我们探讨了强辐照热木星（~300 M_⊕）和热海王星（~20 M_⊕）的表面磁场随年龄的演化。假设轨道间距为 0.1 au，对于热木星，我们发现 B_dip^(max) 从 500 Myr 时的 240 G 演化到 5 Gyr 时的 120 G。对于热海王星，磁场从年轻时的 11 G 演化并在 ≳2 Gyr 时消失。此外，我们还研究了大气质量分数、大气蒸发、轨道间距 α 以及额外行星质量对所得 B_dip^(max) 的影响。我们发现 B_dip^(max) 在非常靠近恒星的行星中随 α 增大而增加，此后趋于平缓。较高的大气质量分数通常导致更强的表面磁场，因为它们允许更广泛的发电机区域和更强的对流。
引用
@article{arxiv.2411.00674,
title = {Magnetic Field Evolution of Hot Exoplanets},
author = {Konstantinos Kilmetis and Aline A. Vidotto and Andrew Allan and Daria Kubyshkina},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.00674},
year = {2024}
}
备注
10 pages, 8 figures, MNRAS in press