远紫外 M 矮星演化巡天。I. 高能辐射的转动演化

M 矮星因其邻近性及利于行星探测与表征的性质，系外行星搜寻的优先目标。然而，这些系外行星系统的潜在宜居性与大气表征关键取决于从 X 射线到 NUV 的高能恒星辐射历史，其驱动行星大气中的大气质量损失与光化学。借助远紫外 M 矮星演化巡天 (FUMES)，我们评估了 M 矮星的 FUV 辐射（具体而言含 Ly$\alpha$ 在内的 8 条显著发射线）随恒星自转周期与年龄的演化。我们展示了光谱 FUV 特征间的紧密幂律关联，并测量了宁静 FUV 辐射的内禀弥散。这些光谱特征的光度随转动演化可由分段幂律很好描述：快转子饱和，并随 Rossby 数增大而衰减，典型幂律斜率为 $-2$，尽管 Ly$\alpha$ 可能更平缓。我们的回归拟合能从已知自转周期估算相对光度的 FUV 发射线光度，跨 8 条不同 UV 发射线精度在 $\sim$0.3 dex 内，且拟合参数作为恒星大气中源层函数可能存在趋势。我们对 UV 光度随年龄演化的详细分析进一步表明，环绕低质量恒星的宜居带行星经历的相对相同行星环绕更高质量宿主的更高能辐射暴露大得多。在早至中 M 矮星周围，这些系外行星在场年龄时累积的 EUV 能量可达现代地球的 10-20$\times$。此外，绝大部分此类 UV 暴露可能发生在恒星寿命的头 1 Gyr 内。