M 矮星系外行星宿主星周围的紫外辐射环境
摘要
系外行星宿主星的光谱和时间行为是行星大气化学和演化模型的关键输入。目前，尽管 M 矮星的紫外光谱对于预测和解释未来几十年将获得的潜在宜居行星光谱至关重要，但对其理解却缺乏观测或理论基础。利用哈勃太空望远镜的观测，我们展示了一项对附近 M 矮星行星宿主周围紫外辐射场的研究，该研究覆盖了远紫外（FUV）和近紫外（NUV）波段。合并后的 FUV+NUV 光谱以机器可读格式公开发布。我们发现样本中的所有六颗系外行星宿主星（GJ 581、GJ 876、GJ 436、GJ 832、GJ 667C 和 GJ 1214）都表现出一定程度的色球层和过渡区紫外发射。未观测到“紫外宁静”的 M 矮星。我们重建了明亮的恒星 Ly-alpha 发射线，并发现 Ly-alpha 线通量占大多数 M 矮星总 1150-3100A 通量的约 37-75%；是太阳值的 > 10^{3} 倍。F(FUV)/F(NUV) 通量比，即建议的生物标志物 O2 和 O3 非生物产生的驱动因素，显示对我们样本中的所有 M 矮星约为 0.5-3，是太阳比值的 > 10^{3} 倍。对于四颗具有中等信噪比 COS 时间分辨光谱的恒星，我们发现在 10^{2} - 10^{3} 秒时间尺度上，紫外发射线具有 50-500% 振幅的变异性。最后，我们在四个 M 矮星系外行星系统（GJ 581、GJ 876、GJ 436 和 GJ 832）中观测到相对明亮的 H2 荧光发射。需要额外的建模工作来区分在这些天体中观测到的热（T(H2) \approx 2000-4000 K）分子气体是源于恒星光球层还是可能的系外行星。
引用
@article{arxiv.1212.4833,
title = {The Ultraviolet Radiation Environment Around M dwarf Exoplanet Host Stars},
author = {Kevin France and Cynthia S. Froning and Jeffrey L. Linsky and Aki Roberge and John T. Stocke and Feng Tian and Rachel Bushinsky and Jean-Michel Desert and Pablo Mauas and Mariela Vieytes and Lucianne M. Walkowicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1212.4833},
year = {2015}
}
备注
ApJ, accepted. 16 pages, 10 figures. On-line data at: http://cos.colorado.edu/~kevinf/muscles.html