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天文学家模拟恒星风、磁活动和蒸发的系外行星大气层

天文学家模拟恒星风、磁活动和蒸发的系外行星大气层

天文学家模拟恒星风、磁活动和蒸发的系外行星大气层

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:包括太阳在内的大多数恒星都会产生磁力活动,驱动快速移动的电离风,也会产生X射线和紫外线辐射(通常被称为XUV辐射)。来自恒星的XUV辐射可以在轨道行星的上层大气中被吸收,在那里它能够加热气体,使其足以从行星的大气中逸出。

M型矮星是迄今为止最常见的恒星类型,比太阳更小、更冷,而且它们可以有非常活跃的磁场。它们凉爽的表面温度导致它们的宜居区(HZ)靠近恒星(HZ是指一个绕行行星的表面水可以保持液体的距离范围)。

任何在M型矮星的宜居区绕行的岩质系外行星,由于靠近恒星,特别容易受到光蒸发的影响,这可能导致大气层的部分甚至全部消失。一些理论家认为,如果光蒸发能去除足够多的气体包层,具有大量氢或氦包层的行星实际上可能变得更适合居住。

XUV辐射对系外行星大气层的影响已经被研究了近20年,但对恒星风对系外行星大气层的影响却知之甚少。CfA的天文学家Laura Harbach、Sofia Moschou、Jeremy Drake、Julian Alvarado-Gomez和Federico Frascetti及其同事已经完成了模拟,模拟了恒星风对靠近M型矮星运行的具有富氢大气的系外行星的影响。作为一个例子,他们使用了TRAPPIST-1中的系外行星配置,这是一颗凉爽的M型矮星,有一个由七颗行星组成的系统,其中六颗行星离该星足够近,处于其HZ区。

模拟结果显示,根据细节,恒星风可以从行星的大气中产生外流。研究小组发现,恒星的磁场和行星的磁场在确定外流的许多细节方面都起着重要作用,可以通过紫外线中的原子氢线来观察和研究。

复杂的模拟结果表明,围绕M型矮主星的行星很可能显示出多种多样的大气特性,而且一些物理条件可以在很短的时间范围内发生变化,使得对连续的系外行星过境的观测解释更加复杂。模拟结果强调了使用包括磁效应的三维模拟的必要性,以便解释M-矮星周围行星的观测结果。




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