p-winds:用于建模行星外流与上层大气的开源 Python 代码
地球与行星天体物理
2022-03-14 v3 天体物理仪器与方法
摘要
大气逃逸被认为是亚木星行星演化主要通道之一,尤其在其早期。尽管已有若干假说解释系外行星中的逃逸现象,利用大气观测检验它们仍具挑战。在此背景下,对凌星系外行星在 nm 处亚稳态氦三重态(He 2S)的高分辨率透射光谱已成为观测和度量逃逸的可靠技术。为辅助亚稳态 He 透射光谱观测的预测与解释,我们开发了 p-winds 代码。这是一个开源、文档完备、可扩展的 Python 实现,包含一维纯 H+He Parker 风上层大气模型,并耦合电离平衡、光线追踪与辐射转移例程。我们通过将 p-winds 模型拟合至温暖海王星 HAT-P-11 b 的观测亚稳态 He 透射光谱展示了大气反演,并考虑了由凌星几何引起的凌星内吸收变化。对该行星,我们的最佳拟合给出总大气逃逸率约 g s 与风温 K。当我们令 H 原子分数为自由参数时,反演的质量损失率范围显著增大,但其后验分布仅由 He 观测仍无法约束。恒星宿主的临边昏暗对 HAT-P-11 b 的反演逃逸率或外流温度无显著影响。基于 GJ 436 b 未探测到逃逸 He,我们能在 99.7%(3)置信度下排除高于 g s 的总逃逸率。
引用
@article{arxiv.2111.11370,
title = {p-winds: an open-source Python code to model planetary outflows and upper atmospheres},
author = {Leonardo A. Dos Santos and Aline A. Vidotto and Shreyas Vissapragada and Munazza K. Alam and Romain Allart and Vincent Bourrier and James Kirk and Julia V. Seidel and David Ehrenreich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.11370},
year = {2022}
}
备注
13 pages, 12 figures. Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics. We encourage the community to send comments and test the code, which is openly available at https://github.com/ladsantos/p-winds