|
Гидродинамический выход на экзопланетах с малой массой
|
|
|
|
Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy и проведенное Го Цзяньхэном (Guo Jianheng) из Юньнаньской обсерватории Китайской академии наук, дает представление о процессах интенсивного выхода из атмосферы экзопланет с малой массой, в частности, о процессе, известном как гидродинамический выход. В нем раскрываются различные движущие механизмы, влияющие на гидродинамические выбросы, и предлагается новый метод классификации для понимания этих процессов. Экзопланеты, которые относятся к планетам за пределами нашей Солнечной системы, являются популярным объектом астрономических исследований. Атмосферы этих планет могут покидать планету и выходить в космос по разным причинам. Одной из таких причин является гидродинамический выброс, который представляет собой процесс выхода верхних слоев атмосферы из планеты в целом. Этот процесс намного интенсивнее, чем выброс частиц, наблюдаемый на планетах Солнечной системы.
|
|
|
|
Гидродинамический выброс атмосферы мог произойти на ранних стадиях развития планет Солнечной системы. Если бы Земля в то время полностью лишилась атмосферы в результате гидродинамического выброса, она могла бы стать такой же пустынной, как Марс. Сейчас на планетах, подобных Земле, такого интенсивного выброса больше не происходит. Однако космические и наземные телескопы обнаружили, что гидродинамический выброс все еще происходит на некоторых экзопланетах, которые находятся очень близко к своим звездам-хозяевам. Этот процесс не только изменяет массу планеты, но и влияет на ее климат и пригодность для жизни. В этом исследовании Го Цзяньхэн обнаружил, что гидродинамический выброс атмосферы экзопланет с малой массой может быть вызван либо исключительно, либо совместно внутренней энергией планеты, работой, выполняемой приливными силами звезды, или нагревом под воздействием экстремального ультрафиолетового излучения звезды.
|
|
|
До этого исследования исследователям приходилось полагаться на сложные модели, чтобы выяснить, какой физический механизм приводит к утечке жидкости на планете, и выводы часто были неясными. Это исследование показало, что простое использование основных физических параметров звезды и планеты, таких как масса, радиус и расстояние до орбиты, позволяет классифицировать механизмы гидродинамического выхода планет с малой массой. На планетах с малой массой и большим радиусом достаточная внутренняя энергия или высокая температура могут привести к выбросу атмосферы. Это исследование показало, что использование классического параметра Джинса, отношения внутренней энергии планеты к потенциальной, может определить, произойдет ли вышеупомянутый выброс.
|
|
|
|
Для планет, внутренняя энергия которых не может способствовать выходу атмосферы, Го Цзяньхэн определил усовершенствованный параметр Jeans, введя приливные силы звезд. С помощью усовершенствованного параметра Jeans можно легко и точно определить роль приливных сил звезды и экстремального ультрафиолетового излучения в выходе атмосферы. Кроме того, это исследование показало, что планеты с высоким гравитационным потенциалом и низкой звездной радиацией с большей вероятностью будут испытывать медленное гидродинамическое истечение атмосферы; в противном случае планета в первую очередь будет испытывать быстрое истечение жидкости. Результаты этого исследования проливают свет на то, как меняется атмосфера планеты с течением времени, что важно для изучения эволюции и происхождения планет с низкой массой и может помочь лучше понять обитаемость и эволюционную историю этих отдаленных миров.
|
|
|
|
Источник
|
