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为早期演化探测器做准备:利用 TESS 和 Swift 的多波段耀斑观测表征年轻行星的光化学输入和凌星探测效率

地球与行星天体物理 2024-11-14 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

紫外耀斑辐射可以驱动系外行星大气中的光化学过程,甚至成为大气反演中不确定性的主要来源。此外,由于缺乏同步观测,耀斑能量预算尚未得到充分理解。我们展示了利用 Swift 和 TESS 以 20 秒的节奏获得的三个 M 矮星耀斑的新近紫外 (NUV) 和光学观测,以及对两个 M 矮星耀斑的重新分析,以探索 NUV-光学波段的耀斑能量预算和时间特性。我们发现,对于 54±14% 的耀斑,9000 K 黑体低估了 NUV 通量至少 2 倍,对于一个耀斑则低估了 14.8 倍。我们报告了波段之间的 0.5-6.6 分钟时间延迟,并开发了一种方法,以 36±30% 的准确度预测定性耀斑形状和时间延迟。由于排除了 TeffT_\mathrm{eff}\approx5000 K 的尾部,光学-NUV 关系中的离散度在比较 FWHM 持续时间内的总 NUV 能量与 TESS 能量时减少了 2.0±0.6 倍。我们展示了 NUV 光变曲线可用于从光学光变曲线中移除耀斑,并一致地探测到比没有耀斑去趋势时小 20% 的凌星行星。最后,我们展示了早期演化探测器 (EVE) 将使文献中的多波长耀斑数量增加 10 倍,EVE 是一个天体物理学小型探测器概念,旨在通过同步的 NUV 和光学波段观测年轻星团,以探测年轻行星、评估其光化学辐射环境并观测吸积过程。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.08092,
  title  = {Preparing for the Early eVolution Explorer: Characterizing the photochemical inputs and transit detection efficiencies of young planets using multiwavelength flare observations by TESS and Swift},
  author = {Ward S. Howard and Meredith A. MacGregor and Adina D. Feinstein and Laura D. Vega and Ann Marie Cody and Neal J. Turner and Valerie J. Scott and Jennifer A. Burt and Laura Venuti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.08092},
  year   = {2024}
}

备注

27 pages, 13 figures, 4 tables, accepted to The Astronomical Journal