基于多种类磁流体动力学模型模拟 Kepler-1649 b 和 c 星际大气逃逸

rocky 行星位于 M 星型恒星周围是大气表征的首要目标，但在强烈恒星风和高能辐射作用下的长期演化仍然受到较少约束。Kepler-1649 系统拥有两颗围绕 M5V 型恒星的陆类行星，为研究 M 星型系统中大气演化提供了重要实验室。本文显示，两颗行星可在十亿年尺度上保留大气。我们采用多物种磁流体动力学模型，模拟了从 0.8 到 4.0 十亿年间由恒星风和极紫外辐射驱动的大气离子逃逸。结果显示，总离子逃逸率随着恒星年龄的增大而显著下降，这一趋势通过非参数 LOWESS 回归曲线清晰表明，O$^{+}$ 构成总损失量的 98.3%~99.9%。4.0 十亿年时的逃逸率比早期阶段低两个到三个数量级。在 0.8 十亿年时，行星 b 的 O$^{+}$ 逃逸率是行星 c 的 3.79 倍；而在 4.0 十亿年时，其 O$^{+}$ 逃逸率降低至原来的 39.5 倍。这种 reversal 源于星-行星相互作用转为亚磁声音状态，即快速磁声速马赫数 $M_f$ 降至小于 1。尽管早期大气遗漏显著，但两颗行星可能仍保留显著的大气，表明其长期宜居性潜力。本研究为 Kepler-1649 系统的大气保留提供了预测性见解，也为未来利用 JWST 观测类似 M 星型陆类系外行星以细化宜居性评估提供了信息。