本文關(guān)鍵詞：XUV驅(qū)動下的系外行星大氣逃逸

  更多相關(guān)文章： 系外行星 大氣逃逸 系外行星 軌道距離 系外行星 質(zhì)量和半徑 恒星 高能輻射

【摘要】：大氣逃逸是行星演化的重要一環(huán),其主要能量來源為主星在高能波段的輻射。對于短周期小質(zhì)量行星,大氣逃逸對其質(zhì)量演化影響顯著,且會改變大氣環(huán)境,進而影響行星可居住性。本文基于包含了輻射轉(zhuǎn)移和多種粒子光化學過程的一維流體動力學模型,對XUV(X射線和EUV)驅(qū)動下的大氣逃逸進行了大樣本的計算。由于主星的X射線和EUV光譜在不同主星年齡時差異較大,故通過XSPEC分別構(gòu)造X射線、EUV和XUV隨年齡演化的光譜。模型構(gòu)造了不同年齡、質(zhì)量、半徑和軌道距離的行星,對不同情況下的大氣逃逸進行了充分研究,修正了經(jīng)典的能量限制(Energy-limited)理論,并對X射線和EUV單獨驅(qū)動下的大氣逃逸情況進行了比較。我們發(fā)現(xiàn):1.和能量限制理論類似,年輕恒星-行星系統(tǒng)中的短周期行星,逃逸率最高;2.年輕恒星-行星系統(tǒng)中的短周期小質(zhì)量(小引力勢)行星,不能用能量限制理論估算逃逸率;3.逃逸機制會隨軌道距離的增大由劇烈的流體動力學逃逸轉(zhuǎn)化為緩和的金斯逃逸,且行星引力勢越小、恒星-行星系統(tǒng)越年輕,這一轉(zhuǎn)化距離越遠。在0.1 Gyr時,流體動力學逃逸在超過1 AU處仍能進行,意味著在早期太陽系中,水星、金星、地球和火星都經(jīng)歷過快速流體動力學逃逸階段;4.流體動力學逃逸對短周期小質(zhì)量行星的演化和分布影響顯著;而對于大質(zhì)量行星,大氣逃逸影響較小;對于超大質(zhì)量的行星,由于引力勢非常強,甚至無法進行流體動力學逃逸。這也解釋了系外行星分布在短周期時的中等質(zhì)量空缺;5.我們的模型已包括了真實的輻射轉(zhuǎn)移過程和多種光化學,可以直接擬合半徑膨脹比β和加熱效率η,由此我們修正了由經(jīng)典的能量限制理論導出的能量限制方程,使該方程適用范圍更廣、對逃逸率的估算更準確;6.在大部分情況下,用EUV光譜能量分布直接代替XUV光譜能量分布并不會帶來明顯偏差。然而,對于年輕恒星-行星系統(tǒng)中的短周期小質(zhì)量(小引力勢)行星,X射線的影響會超過EUV,不能忽略。以上發(fā)現(xiàn)豐富了對系外行星大氣逃逸過程的研究,尤其是擴展了逃逸機制和能量轉(zhuǎn)換過程的研究、修正了能量限制方程。
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(云南天文臺)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P15

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 晨風;;20光年外發(fā)現(xiàn)迄今最類似地球系外行星[J];前沿科學;2011年04期

2 ;20光年外發(fā)現(xiàn)迄今最類似地球系外行星[J];瀘州科技;2011年04期

3 葛之;;發(fā)現(xiàn)宜居系外行星[J];科學;2013年05期

4 晨風;;系外行星大氣中發(fā)現(xiàn)水汽信號[J];科學大觀園;2014年02期

5 肖遙;;系外行星探測新方式[J];知識就是力量;2014年03期

6 胡德良;;已知最小的系外行星[J];科學之友(A版);2008年08期

7 天浪;彭志約;;太空10大未解之謎之——系外行星,避開母星的光芒[J];航天員;2009年04期

8 ;行星正在蒸發(fā)[J];大科技(科學之謎);2012年03期

9 軒辰;;鎖定潛在宜居星球[J];科學大觀園;2012年06期

10 海峰;;發(fā)現(xiàn)迄今最宜居系外行星[J];科學大觀園;2013年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 林潮;;關(guān)于系外行星最新研究進展報告[A];中國天文學會2011年學術(shù)年會手冊[C];2011年

2 宮衍香;謝基偉;周濟林;;環(huán)繞雙星的行星散射研究[A];中國天文學會2011年學術(shù)年會手冊[C];2011年

3 ;太陽、行星分會場報告摘要[A];中國天文學會2010年學術(shù)年會摘要集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 張夢然;盤點系外行星中五大最有可能的宜居星球[N];科技日報;2013年

2 張雪松;系外行星精確測量將不再困難[N];中國航天報;2014年

3 記者 任海軍;美發(fā)現(xiàn)可能適合生命存在的系外行星[N];新華每日電訊;2010年

4 張夢然;人類望遠鏡首次捕捉到系外行星誕生影像[N];科技日報;2011年

5 王小龍;科學家拍攝到迄今最清晰系外行星照片[N];科技日報;2014年

6 張夢然;“新地球”之說怕是空歡喜一場[N];科技日報;2010年

7 劉霞;首顆適合類地生命生存的系外行星“現(xiàn)身”[N];科技日報;2011年

8 張夢然;16光年外發(fā)現(xiàn)最像地球的系外行星[N];科技日報;2014年

9 記者 程剛;銀河系適合居住的行星可能數(shù)不勝數(shù)[N];科技日報;2007年

10 馬震;新發(fā)現(xiàn)一顆系外行星,尺寸像地球[N];新華每日電訊;2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 陳媛媛;系外行星系統(tǒng)中潮汐和共振的動力學研究[D];南京大學;2013年

2 劉慧根;原行星盤對行星系統(tǒng)形成及演化的影響[D];南京大學;2011年

3 宮衍香;系外行星系統(tǒng)中的散射機制及行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)[D];南京大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 楊沫;XUV驅(qū)動下的系外行星大氣逃逸[D];中國科學院研究生院(云南天文臺);2016年

2 譚泓博;系外行星系統(tǒng)HAT-P-8凌食事件的測光觀測研究[D];中國科學院研究生院（云南天文臺）;2013年

3 孫磊磊;對凌食系外行星系統(tǒng)WASP-32的測光觀測與研究[D];中國科學院研究生院（云南天文臺）;2014年

，

本文編號：1281948