系外行星的恒星风-磁层相互作用：极光射电功率的计算
地球与行星天体物理
2016-07-27 v1
摘要
我们提出了具有磁层的系外行星在类地磁层与太阳风相互作用驱动下预期的极光射电功率计算。具体而言，我们计算了由日侧和夜侧磁重联驱动的 Dungey 循环过程所产生的双胞涡旋电离层流、电流以及由此产生的射电功率，将其作为行星轨道距离和磁场强度的函数。我们纳入了在地球磁层中观测到的磁层对流饱和现象，并给出了对流电势、射电功率和谱通量密度的幂律近似。我们特别考虑了一个太阳龄系统和一个年轻（1 Gyr）系统。我们表明，对于对流电势饱和的磁层，射电功率随磁场强度增加而增加，且总体上随轨道距离增加而减小。我们表明，热木星的磁层对流将达到饱和，从而无法耗散全部可用的入射 Poynting 通量，因此磁辐射度量玻德定律（RBL）对热木星的射电功率存在显著高估。对于环绕类太阳恒星运行、磁场强度为 0.1-10 的热木星，我们得到的射电功率约为 5-1300 TW，而我们发现对于环绕年轻类太阳恒星运行的热木星，竞争效应产生的基本相同的功率。然而，特别是对于磁场较弱的行星，我们在较大轨道距离处给出的功率高于 RBL 给出的值，并且许多行星构型预计可利用 SKA 探测到。
引用
@article{arxiv.1606.03997,
title = {Stellar wind-magnetosphere interaction at exoplanets: computations of auroral radio powers},
author = {J. D. Nichols and S. E. Milan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.03997},
year = {2016}
}
备注
Accepted for publication in Mon. Not. R. Astron. Soc