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            系外行星大气逃逸研究让行星形成演化进程更清晰

            admin admin 2019年12月26日

            科学小常识

            记者13[db:标签]国科学院云南天文台获悉,该天文台研究人员最近详细研究了流动力学从太阳系外行星大气逃逸的问题,并修正了估算行星材料损失率的能量限制方程。美国《天体物理学杂志》公布了最新的研究结果。

            云南天文台研究员郭建恒说,学术观察和理论发现表明一些系外行星正在经历大气逃逸。大气逃逸会影响行星的组成、分布和演化。行星大气的质量损失率表征大气逃逸的重要物理量。颗行星暴露在来自主星的强x光和极紫外辐射下,它的大气层受热后会膨胀,从而克服了这颗行星的引力势,并以持续的物质损失逃离。逃逸粒子也一定的动能和热能。每单位时间逃逸的粒子质量称为质量损失率。假设所有用来加热大气的能量被用来克服行星的引力势,就可以推导出一个估算行星物质损失率的能量限制方程。准估计行星的质量损失率对于研究行星的形成和演化以及大样本类型的组合具有重意义。

            在研究员郭建恒的指导下,研究生严东东等人利用一维大气逃逸流体动力学模型研究了近450个系外行星系统,给出了流体动力学的质量损失率、加热效率和极紫外特征吸收半径。在此基础上,还与能量极限方程的物质损失率进行了比较。

            他们发现,当行星接收到的极紫外辐射流量或物质损失率高于某一值时,能量极限方程估计的物质损失率高于流体动力学模型给出的物质损失率,这意味着物质损失率被高估了。当能量限制方程考虑逃逸粒子的动能和热能时,能量限制方程的质量损失率与流体动力学基本一致。这是因为随着行星引力势与x光和极紫外辐射的积分通量的乘积增加,粒子动能和热能变化的总和将逐渐增加,这可以与行星的势能变化相比较。

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