Impact of M-dwarf Stellar Wind and Photoevaporation on the Atmospheric Evolution of Small Planets
Astrobiology Web
太陽系外惑星学： Exoplanets & Exomoons
Impact of M-dwarf Stellar Wind and Photoevaporation on the Atmospheric Evolution of Small Planets
https://astrobiology.com/2023/09/impact-of-m-dwarf-stellar-wind-and-photoevaporation-on-the-atmospheric-evolution-of-small-planets.html
By Keith Cowing
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astro-ph.EP
September 21, 2023
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Filed under astro-ph. Fil under astro-ph.EP, 大気, 太陽系外惑星, ハビタブルゾーン, M矮星, 光蒸発, 恒星風
M矮星の恒星風と光蒸発が小惑星の大気進化に与える影響
恒星風（左上）と光蒸発（左下）によって失われるエンベロープの割合。EUVフラックスは5Gyrと惑星軌道で計算された。散布点の大きさは惑星の半径の関数である。恒星風（右上）と光蒸発（右下）によって失われたエンベロープの割合のヒストグラム。0.1天文単位以下の惑星で失われたエンベロープの割合を青で、0.1天文単位以上の惑星で失われたエンベロープの割合を緑で、それぞれの中央値とともに示す。-astro-ph.EP
惑星の大気の進化は、主星の性質に強く依存する。主星が若い場合、惑星はより強い風とEUV放出を経験する可能性がある。特にM矮星を周回する惑星は、主星に近いため、この傾向が強い。
このような惑星が大気を保持しているかどうかを決定するために、惑星の一生を通して大気の脱出を促進する恒星風とEUVフラックスによる影響を考察する。そのために、恒星のハビタブルゾーン(HZ)にある4つの惑星と34の惑星について、恒星風と光蒸発による大気の質量損失を求めた。
M矮星の風速、密度、EUV光束は、自転周期とX線光束の時間スケーリングによって計算された。そして、恒星風と光蒸発による質量損失率を時間の関数として計算し、惑星の初期H/Heエンベロープの全大気質量損失を決定するために、惑星の年齢を通して累積した。
その結果、0.1天文単位未満の軌道にあるHZ惑星では、恒星風はH/Heエンベロープの1%以下しか除去できず、一方、光蒸発はほとんどの惑星のH/Heエンベロープを完全に除去するのに不可欠であることがわかった。さらに、どちらのメカニズムにせよ、0.1天文単位を超える軌道を周回する惑星のほとんどは、始原的なエンベロープが剥ぎ取られることはない。
全体として、研究された38個の惑星のうち、13個は光蒸発によって原始エンベロープを失ったと予測され、2個の惑星は恒星風と光蒸発の両方によってエンベロープを失ったと予測された。
アシニ・モディ、ライッサ・エストレラ、アドリアナ・ヴァリオ
コメント： 12ページ、5図、MNRASに掲載
： 地球惑星天体物理学 (astro-ph.EP)
Cite as: arXiv:2309.10942 [astro-ph.EP](or arXiv:2309.10942v1 [astro-ph.EP] for this version)
Related DOI:
https://doi.org/10.1093/mnras/stad2557
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From： Raissa Estrela
[v1] Tue, 19 Sep 2023 21:51:35 UTC (759 KB)
https://arxiv.org/abs/2309. 10942
Astrobiology
Keith Cowing
Explorers Club Fellow, ex-NASA Space Station Payload manager/space biologist, Away Teams, Journalist, Lapsed climber, Synaesthete, Na'Vi-Jedi-Freman-Buddhist-mix, ASL, Devon Island and Everest Base Camp veteran, (he/him) 🖖🏻
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