热驱动大气逃逸：从流体动力学逃逸到金斯逃逸的转变
地球与行星天体物理
2015-05-20 v1
摘要
热驱动大气逃逸随着金斯参数（行星大气中分子引力能与热能之比）的增加，从有组织的出流（流体动力学逃逸）演变为基于单个分子的逃逸（金斯逃逸）。本文使用直接模拟蒙特卡罗方法，针对单组分球对称大气描述了这一转变。当加热主要发生在模拟区域下边界R0以下且远低于逸散层时，该转变发生在R0处金斯参数λ0的惊人狭窄范围内：λ0 ~ 2-3。金斯参数λ0 ~ 2.1大致对应于等熵、超音速出流的上限；当λ0 > 3时，逃逸以单个分子为基础发生。对于λ0 > ~6，结果表明逃逸率与在名义逸散层处评估的常见金斯逃逸率没有显著偏差，这与之前的建议相反。通过金斯参数和克努森数进行缩放，评估了冥王星和早期地球大气的逃逸计算，本文结果可应用于多个太阳系和系外行星天体的热致逃逸。
引用
@article{arxiv.1009.5110,
title = {Thermally-driven atmospheric escape: Transition from hydrodynamic to Jeans escape},
author = {Alexey N. Volkov and Robert E. Johnson and Orenthal J. Tucker and Justin T. Erwin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1009.5110},
year = {2015}
}
备注
16 pages,5 figures