逃逸次级大气的新物理或塑造宇宙浪线

最新哈勃太空望远镜对冷型 rocky 系外行星的观测显示，次级大气（primordial氢消失后形成）可能缺乏厚厚的大气层，暗示这些大气层广泛逃逸。然而，模拟表明，次级大气（由氮和二氧化碳组成）的流体动力学逃逸需要强烈的离子化辐射(XUV)才能克服高分子质量和有效线冷却的影响。这种由高温离子化金属(而非氢)组成的跨音速流出代表一种新兴的天体物理学派别，值得深入探索。我们引入解析框架，以确定哪些行星保留或丢失大气，从而位于宇宙浪线的不同侧。我们将逃逸大气的径向结构建模为多项式膨胀——由当地XUV加热驱动的密度与温度之间的幂律关系。我们的ethods诊断线冷却，采用三水平原子模型，并纳入离子-电子相互作用如何降低平均分子质量的影响。关键在于，流体动力学逃逸在阈值XUV通量下启动，此通量取决于大气的引力结合能。随后的逃逸率在弱离子化时随XUV通量线性比例(能量受限)，或在强离子化时受碰撞-辐射恒温器控制。因此，空气无感由XUV通量是否在恒星活跃期间超过临界阈值决定，考虑可耗尽的原始氢以及火山活动的复苏。我们探讨了从Young-Sun Mars和Earth到LHS 1140 b和c，再到TRAPPIST-1 b的大气逃逸。我们的建模刻画了大气损失对可观测地球样 habitat 发生率的瓶颈，为未来研究提供解析工具。