Hubble PanCET 计划:M 矮星宿主 GJ 3470 的长期色球演化与耀发活动
地球与行星天体物理
2021-06-09 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
海王星大小系外行星似乎对大气蒸发尤为敏感,因此表征驱动该机制的恒星高能辐射至关重要。这在 M 矮星中尤为重要,因为它们在紫外波段发出很大且可变比例的光度,并可能表现出强烈的耀发行为。由 M2 矮星宿主的温海王星 GJ3470b,借助 HST/STIS 观测的 3 次凌星被发现拥有巨大的氢外层大气。本文我们报道来自 PanCET 计划的 3 次额外凌星观测,使用 HST/COS 获取。这些数据确认了 GJ3470b 外层大气在恒星 Ly-alpha 谱线中的吸收特征,并证明其随时间稳定。在其他谱线中未探测到行星信号,为 GJ3470b 的 FUV 半径设定了 1.3 倍洛希瓣半径的 3σ 上限。我们探测到来自 GJ3470 的 3 次耀发。它们表现出不同的谱能量分布,但一致在 Si III 谱线处达到峰值,该谱线示踪过渡区中的中温层。这些层在 GJ3470 的活动中似乎扮演特殊角色,因为形成温度低于或高于 Si III 的发射线在长期演化中表现不同。基于测得的发射线,我们推导了覆盖一年以及 3 次耀发阶段的 6 个观测宁静相的合成 XUV 光谱。我们的结果表明,GJ3470 的大部分宁静高能辐射来自 EUV 波段,而耀发更强地放大了 FUV 辐射。为 GJ3470b 推导的氢光电离寿命和质量损失在各时期变化很小,与外层大气的稳定性一致。需要由我们的 XUV 光谱所启发的模拟,以理解 GJ3470b 的大气结构与演化以及蒸发在热海王星荒漠形成中的作用。
引用
@article{arxiv.2103.09864,
title = {The Hubble PanCET program: Long-term chromospheric evolution and flaring activity of the M dwarf host GJ 3470},
author = {V. Bourrier and L. A. dos Santos and J. Sanz-Forcada and A. Garcia Munoz and G. W. Henry and P. Lavvas and A. Lecavelier and M. Lopez-Morales and T. Mikal-Evans and D. K. Sing and H. R. Wakeford and D. Ehrenreich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.09864},
year = {2021}
}
备注
21 pages, 18 figures, accepted in A&A