恒星风对无磁场地球型行星早期大气的影响
地球与行星天体物理
2024-05-20 v1
摘要
恒星的早期自转在地球质量系外行星原始大气的生存过程中发挥着关键作用。沿 fast-rotation恒星运行的类地行星可能在数百万年内经历完全的光电蒸发，由增强的恒星 XUV 辐射驱动；而沿 slow-rotation恒星运行的行星则预计难以失去其原始包裹层。除了恒星辐射的作用之外，恒星风还会对这些原始大气造成额外的侵蚀，从而改变其形态、范围并引发额外的大气损失。在本文中，我们研究了活动依赖性恒星风对原始大气的影响，以评估这些风在整个行星演化早期阶段的影响程度。我们进行了 3D 磁动力学（MHD）仿真，模拟了光蒸发大气与无磁场类地行星之间相互作用的演化，分析了 fast-和 slow-rotation 恒星下恒星风与大气的联合演化。我们的结果揭示了在 fast-rotation 恒星的影响下，原始大气演化会发生显著变化，在早期年龄时大气范围显著减小。相比之下，置于 slow-rotation 恒星风中的大气基本保持不变。磁化恒星风与这些行星的电离上层大气相互作用，使我们能够评估不同 MHD 结构的形成与演化，如双弓冲击和诱导磁层。本工作将为类地系外行星的早期演化阶段提供依据，这些阶段在行星宜居性方面至关重要。
引用
@article{arxiv.2405.10641,
title = {Stellar wind impact on early atmospheres around unmagnetized Earth-like planets},
author = {Ada Canet and Jacobo Varela and Ana I. Gómez De Castro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.10641},
year = {2024}
}