热木星 HD 189733b 的 Ly$\alpha$ 凌星吸收建模

P. Odert; N. V. Erkaev; K. G. Kislyakova; H. Lammer; A. V. Mezentsev; V. A. Ivanov; L. Fossati; M. Leitzinger; D. Kubyshkina; M. Holmstroem

doi:10.1051/0004-6361/201834814

热木星 HD 189733b 的 Ly$\alpha$ 凌星吸收建模

地球与行星天体物理 2020-06-16 v3

作者: P. Odert , N. V. Erkaev , K. G. Kislyakova , H. Lammer , A. V. Mezentsev , V. A. Ivanov , L. Fossati , M. Leitzinger , D. Kubyshkina , M. Holmstroem

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摘要

热系外行星的氢主导大气因其宿主恒星的 X 射线与极紫外 (XUV) 辐射的强烈加热而膨胀并逃逸。在若干密近系外行星的凌星期间观测到中性氢的超额吸收，表明存在此类延展大气。对于热木星 HD 189733b，该吸收呈现时间变率。恒星 XUV 发射和/或星风条件的变化被用来解释这一效应。我们应用一维流体动力学上层大气模型与三维 MHD 星风流动模型，研究恒星 XUV 与星风条件变化对中性氢分布（包括高能中性原子 (ENA) 的产生）及相关 Ly $\alpha$ 凌星特征的影响。我们以 $1.8\times10^4$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$ 的恒星 XUV 流（对该星相当典型的活动条件）获得了与 2011 年观测相当但略高的 Ly $\alpha$ 吸收。类似于凌星前 8 小时所观测到的耀发不太可能造成凌星特征的显著调制。所得的 Ly $\alpha$ 吸收以大气展宽为主导，而 ENA 的贡献可忽略，因为它们形成于弓激波内部由减速星风离子加热至高温之处。因此，在我们的建模框架与假设内，我们发现对星风参数的依赖不显著。由于该凌星吸收可用典型恒星 XUV 与星风条件建模，2010 年未探测到该吸收有可能受较不典型的恒星活动条件影响，例如恒星光谱 XUV 发射的幅度和/或形状非常不同，或影响凌星吸收确定的 Ly $\alpha$ 的时间/空间变化。

关键词

热木星 Lyα 凌星吸收流体动力学模型星风 XUV 辐射高能中性原子上层大气

引用

@article{arxiv.1903.10772,
  title  = {Modeling the Ly$\alpha$ transit absorption of the hot Jupiter HD 189733b},
  author = {P. Odert and N. V. Erkaev and K. G. Kislyakova and H. Lammer and A. V. Mezentsev and V. A. Ivanov and L. Fossati and M. Leitzinger and D. Kubyshkina and M. Holmstroem},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1903.10772},
  year   = {2020}
}

备注

22 pages, 19 figures, 4 tables; A&A, published

热木星 HD 189733b 的 Ly$\alpha$ 凌星吸收建模

摘要

关键词

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