日冕X射线-年龄关系及其对系外行星蒸发的启示

我们研究了晚型恒星日冕X射线辐射与恒星年龄之间的关系，以及这一关系随光谱型的变化。我们从13个疏散星团中选取了717颗恒星，发现日冕辐射饱和阶段的X射线与光度之比从晚型K矮星的$10^{-3.1}$下降到早型F型恒星的$10^{-4.3}$（在$0.29<(B-V)_0<1.41$范围内）。我们确定的饱和时标在$10^{7.6}$至$10^{8.3}$年之间变化，但在整个FGK范围内没有明显趋势。我们将X射线辐射-年龄关系应用于121颗已知凌日系外行星蒸发历史的研究，使用简单的能量限制蒸发模型，并考虑Roche瓣效应以及不同的加热/蒸发效率。我们确认，行星分布在$M^2/R^3$与$a^{-2}$平面上的线性截断是蒸发导致群体修饰的预期结果，且已知凌日系外行星呈现出这样的截断。我们发现，对于25%的蒸发效率，预计已知凌日系外行星中约有1/10自形成以来损失了超过5%的质量。此外，我们给出了一系列恒星和行星参数下，行星预期存活40亿年的最小形成质量估计。我们强调行星生命最早时期对其蒸发历史的重要性，预计75%的蒸发发生在最初的10亿年内。这提出了利用蒸发历史来区分不同迁移场景的可能性。对于具有可用自旋-轨道角数据的行星，未发现轨道错配行星与轨道对齐行星的分布差异。这表明错配发生在行星系统生命的早期，尽管还需要更多数据。