极近距离行星通过大气逃逸的质量损失

我们探究具有最高质量损失率的近距离系外行星的大气逃逸。首先，我们定位了恒星X射线和紫外驱动逃逸向快速洛希瓣溢出的转变，一旦大气中10-100 nbar压力层到达洛希瓣便会发生该转变。当沿可见表面压力层（与恒定洛希势面重合）的亚恒星半径与极半径之比X/Z~$\gtrsim$~1.2（类木行星，Mp~$\gtrsim$~100 M$_{\Earth}$）以及X/Z~$\gtrsim$~1.02（亚木星行星，$M_p \approx$~10--100 M$_{\Earth}$）时，行星进入此 regime。在类太阳恒星周围，该 regime适用于轨道周期小于两天、半径约3--14 R$_{\Earth}$的行星。我们的结果与已知凌星行星的性质一致，并可解释已知系外行星种群中部分亚木星沙漠的成因。其次，我们给出了类天王星或海王星行星近距离环绕类太阳恒星的大气逃逸详细数值模拟，支持了上述结果，并指出了热木星与亚木星行星间有趣的定性差异。我们发现，具有太阳金属丰度氢氦包层的热海王星比典型热木星具有相对更延展的上层大气，其电离分数更低且逃逸分子丰度更高。这与现有的温暖海王星紫外凌星观测一致，并可能提供一种利用未来观测与模型区分太阳金属丰度大气与更高金属丰度大气的途径。