随时间变化的恒星活动对系外行星大气的影响

M 型矮星被认为对系外行星是恶劣的环境。此类恒星上恒星事件非常常见。这些事件可能导致系外行星大气随时间发生显著变化。造成这种非平衡的不仅是主要的恒星耀斑事件,较小的耀斑也可能以累积方式影响大气。在本研究中,我们旨在调查随时间变化的恒星活动对已知系外行星大气的影响。我们利用 MUSCLES 合作项目的观测恒星光谱,模拟了 GJ876c、GJ581c 和 GJ832c 从 H$_2$ 主导到 N$_2$ 主导大气的化学过程。我们使用化学动力学代码 VULCAN,并实现了一种耀斑例程,该例程基于观测到的耀斑统计随机生成合成耀斑。利用辐射传输代码 petitRADTrans,我们还模拟了发射光谱和透射光谱的演化。我们研究了在总计 11 天内覆盖 515 次耀斑的重复性耀斑效应。结果显示,某些相关物种(如 H、OH 和 CH$_4$)的丰度发生显著变化,相对于耀斑前丰度差异达 3 个数量级。我们发现 GJ876c 上 CH$_4$ 在透射光谱中的最大变化为 $\sim$12 ppm。这些光谱变化仍过小而难以观测。我们还发现行星的丰度和光谱随时间累积变化,导致化学上的永久性改变。我们得出结论,这种微小但渐进的化学变化是由重复性耀斑引起的。