照射化行星的星-行星磁相互作用

对近距离系外行星过境相位附近恒星活动的观测提供了星-行星磁相互作用（SPMI）的证据，类似于木星及其卫星之间的磁耦合。将SPMI信号功率与解析理论进行比较，可用于约束系外行星的磁场，但基于木星-磁层类比的模型常低估观察到的能量通量。与卫星不同，许多靠近的系外行星是扩展的、强照射的气体巨星，正在经历显著的光蒸发。然而，尚不知道大气逃逸如何影响星-行星磁耦合。本研究通过三维辐射磁流体动力学模拟同时模拟行星蒸发和SPMI，模拟一个嵌入磁化恒星风中的热巨星。我们的模拟揭示了磁结构即Alfv\'en翼的形成，这些翼输送磁能离开行星。当行星日面质量流失率$\dot{M}_d$低于由行星风与恒星风压力平衡定义的阈值$\dot{M}_0$时（$\dot{M}_d \leq \dot{M}_0$），传递给恒星的最大功率符合Alfv\'en翼模型的预测。对于更高的逃逸率，行星流出打开额外磁通，SPMI功率随$(\dot{M}_d / \dot{M}_0)^{1/2}$比例增加。将此比例律应用于HD189733系统，我们发现若行星磁场为30 G，若$\dot{M}_d \sim 10^{12}$ g/s即可解释观察到的功率。尽管该信号可能仅代表总功率的部分比例，但其他机制可能放大能量预算。这些结果表明，亚Alfv\'enic轨道上的光蒸发系外行星是进行SPMI观测的有前景的目标。