ガス惑星の大気散逸過程及び長時間進化の中心星依存性の統一的理解

统一认识气体行星大气消散过程及长期演化对中心恒星的依赖

基本信息

批准号：
21J11207
负责人：
三谷啓人
金额：
$ 0.96万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

現在、約5000もの太陽系外惑星が発見されており主星の近傍をわずか数日で公転するガス惑星であるホットジュピターと呼ばれる惑星が多数見つかっている。ホットジュピターのような惑星の形成および進化過程は太陽系の普遍性にもつながる重要な過程である。主星からの強い紫外線によって加熱された大気が散逸することが知られている。こうした大気散逸過程は短周期惑星の進化を左右する過程である。観測においては散逸した大気が主星からのライマンアルファ放射を吸収するトランジットシグナルが主に用いられる。近年の観測によって惑星大気散逸が見込まれるにも関わらずライマンアルフの吸収が検出されない惑星系が見つかっており、その理解は短周期惑星の大気構造及び進化過程を知る上で喫緊の課題と言える。本研究では散逸過程を支配する物理を明らかにすることで観測された系外惑星の大気構造に迫ることを目的としている。惑星大気散逸過程は重力、光加熱及びガス傍聴によって決まる。そこでこれらの物理から決まる温度やタイムスケールを用いて惑星大気の状態を分類した。ライマンアルファの吸収が検出されない惑星系は主星からの紫外線が少ないために大気散逸量も少ないものと紫外線が強いために強い大気散逸が期待されるにも関わらず散逸大気による吸収が見られない系があることがわかった。後者の場合は前年度に実行した輻射流体シミュレーションによって明らかになった恒星風の影響等の要因によってライマンアルファの吸収が妨げられていることを示唆している。

目前，已经发现了大约5,000个系外星球运动，并且发现了许多称为Hot Jupiter的行星，这是几天后在其主要恒星附近旋转的气体行星。诸如热木星之类的行星的形成和演变是重要过程，也导致太阳系的普遍性。众所周知，由主恒星的强紫外线加热的空气将被分散。空气扩散过程是一个影响短期行星演变的过程。在观察结果中，主要使用了吸收从主恒星中吸收耗散大气的过境信号。最近的观察结果发现，尽管期望行星空气耗散，但仍未检测到Liman Alf吸收的行星系统，并且理解这是理解短期行星大气结构和进化过程的紧迫问题。这项研究的目的是通过阐明控制耗散过程的物理学来更接近观察到的大气结构。行星空气耗散过程取决于重力，光加热和气体相识。因此，我们使用这些物理学确定的温度和时间尺度对行星气氛的状态进行了分类。已经发现，在未检测到Lyman Alpha吸收的行星系统中，主要恒星的紫外线很少，因此大气耗散量很少，并且由于预期的强烈的大气消散，但仍未观察到紫外线的紫外线射线很强。在后一种情况下，这表明Lyman alpha的吸收受到了诸如前一年进行的辐射流体模拟揭示的恒星风的影响。