光致蒸发与核驱动质量损失的参数空间刻画

理解近距系外行星的大气逃逸对于解释其演化至关重要。我们刻画了光致蒸发与核驱动质量损失主导大气逃逸的参数空间。一般而言,这两种机制间的转变由 Bondi 半径(即核驱动外流中的声速点)相对于 XUV 光子穿透深度的位置决定。当 XUV 穿透深度位于 Bondi 半径之内($R_{XUV}<R_B$)时,光致蒸发主导损失;当 XUV 辐射在流中更高处被吸收($R_B<R_{XUV}$)时,核驱动质量损失主导。两种机制间的转变发生在行星半径与其 Bondi 半径之比大致恒定的位置,其精确值对数依赖于行星与恒星性质。一般而言,核驱动质量损失对平衡温度更高、引力更弱的行星占主导,而光致蒸发对平衡温度更低、引力更强的行星占主导。然而,行星在演化过程中可在这两种质量损失机制间转变,且核驱动质量损失可在显著参数空间区域内“增强”光致蒸发。有趣的是,最终被核驱动质量损失剥离的行星很可能只经历过核驱动质量损失;相反,最终被光致蒸发剥离的行星可能经历过早期的核驱动质量损失阶段。将我们的结果应用于观测到的超级地球族群表明,其中包含由每种机制控制 H/He 包层最终移除的显著比例行星,尽管光致蒸发似乎负责对系外行星半径谷的最终刻蚀。