未在超级地球 HD97658 b 周围探测到氢外逸层
地球与行星天体物理
2016-12-21 v1
摘要
系外行星 HD97658b 为探测中等辐射超级地球的大气成分与演化提供了难得的机会。它以 0.08 au 的适中轨道距离环绕一颗明亮的 K 型星凌星。其低密度与可能在高空光解并作为逃逸氢被观测到的大规模蒸汽包层相容。我们对 HST/STIS 在 Ly-alpha 波段的 3 次凌星观测分析未发现此类特征，表明其热层未发生流体动力学膨胀，且受到较低的中性氢逃逸率限制（3 sigma 下 <10^8 g/s）。利用不同历元的 HST Ly-alpha 与 Chandra 及 XMM-Newton 观测，我们发现 HD97658 是一个微弱且软的 X 射线源，在 Ly-alpha 谱线核心显示出色球活动变异的迹象。我们确定了该恒星内在 Ly-alpha 谱线与 XUV 光谱的平均参考基准，并表明与其他已知蒸发的系外行星相比，HD97658 b 处于温和的辐射条件下，其 XUV 辐射约为正在蒸发的暖海王星 GJ436 b 的三分之一。这可能是 HD97658b 热层未膨胀的原因：较低的 XUV 辐射阻碍了任何假定蒸汽包层的有效光解。或者，这可能与较低的氢含量或恒星能量输入的低效转化有关。HD97658 系统为理解低质量行星大气的稳定性提供了线索。我们对 HD97658 b 的研究可视为我们方法论的对照实验，证实其不会对大气逃逸探测产生偏差，并突显了其有效性与可靠性。我们的结果表明，可以有效区分恒星活动与凌星外逸层云的吸收特征。它们还强调了观测小型凌星行星高层大气以探测其物理与化学性质的潜力。
引用
@article{arxiv.1609.04416,
title = {No hydrogen exosphere detected around the super-Earth HD97658 b},
author = {Vincent Bourrier and David Ehrenreich and George King and Alain Lecavelier des Etangs and Peter J. Wheatley and Alfred Vidal-Madjar and Francesco Pepe and Stéphane Udry},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.04416},
year = {2016}
}
备注
15 pages, 8 figures