Influence of stellar spectra on the evolution of planetary atmospheres

恒星光谱对行星大气演化的影响

• 批准号: 22K03695
• 负责人: 堺 正太朗
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03695/
• 关键词: 系外惑星; 火星; XUVスペクトル; 大気散逸; 恒星スペクトル; 大気進化

「恒星型 (恒星スペクトル) の違いにより大気は保持されるのか、それともされないのか」という学術的問いに答えることを目的とし、数値計算、特に3次元多成分電磁流体力学 (REPPU-Planets) モデルを用いて様々な恒星環境下での惑星上層大気構造及び大気散逸機構を明らかにする。REPPU-Planetsを用いた研究では、将来的に実施予定である固有磁場と恒星風磁場の相互作用が及ぼす大気散逸への影響に関する論文が研究代表者らから出版されており (Sakai+, 2023, JGR)、本研究課題の将来発展につながるものであった。本研究課題においてREPPU-Planetsに用いる背景熱圏大気は研究協力者らが昨年度に出版した系外惑星大気モデル (Nakayama+, 2022, ApJ) を採用した。本熱圏大気モデルを用いる最大のメリットは、太陽系でしばしば用いられる太陽照射モデルEUVACよりも良い波長分解能で熱圏大気モデル、更にはREPPU-Planetsで開発予定であった電離率までも計算することができることから、REPPU-Planetsで新たに必要あった開発が格段に減ったことである。本熱圏大気モデルと電離率を用いて、比較的低XUV環境下なHD85512系及びGJ581系に火星型惑星を配置し、REPPU-Planetsにて計算を行った。惑星は太陽系火星と同じ太陽日射量となる位置に置き、XUV放射照度を規格化した。XUV放射照度、大気密度が各イオン種の大気散逸率に顕著に影響を与えることが本計算から理解され始めた。詳細な解析は引き続き行っていく予定である。本成果は、仙台で行われた惑星圏研究会にてポスター発表された。

"Star (star ス ペ ク ト ル) の violations い に よ り big 気 は keep さ れ る の か, そ れ と も さ れ な い の か" と い う asked academic い に answer え る こ と を purpose と し, the numerical calculation, に 3 yuan more ingredients electric MHD (REPPU - Planets) モ デ ル を with い て others 々 environment で な star の planet top big 気 structures and び 気 dissipative institutions を Ming ら か に す る. REPPU - Planets を with い た research で は, future に be giving constant で あ る intrinsic magnetic field is の と stellar winds が interaction and ぼ す big 気 dissipative へ の influence に masato す が る paper studies represent ら か ら publishing さ れ て お り (Sakai +, 2023, JGR), this research topic will be exhibited in the future: に, ながる, <s:1>, であった. This research topic に お い て REPPU - Planets に with い る background large heat sha-lu 気 は research together ら が yesterday published annual に し た extrasolar planet big 気 モ デ ル (Nakayama +, 2022, (10) を USES し た. This large heat sha-lu 気 モ デ ル を with い る biggest の メ リ ッ ト は, solar で し ば し ば with い ら れ る sun モ デ ル EUVAC よ り も good い wavelength can decompose で large heat sha-lu 気 モ デ ル, more に は REPPU - Planets で open 発 designated で あ っ た ionization rate ま で も computing す る こ と が で き る こ と か ら, REPPU - Pla netsで new たに necessary あった to develop が grid segments に to reduce った った とである. This large heat sha-lu 気 モ デ ル と を ionization rate with い て, comparative low XUV environment な HD85512 and び GJ581 department に type planet Mars を configuration し, REPPU - Planets に て line calculation を っ た. Mars in the と solar system と is in the same position as じ solar radiosity となる に set と and XUV radiilluminance を normalized た た. XUV radiation intensity of illumination, the density of large 気 が each イ オ ン の large 気 dissipation rate に 顕 に influence を and え る こ と が this calculation か ら understand さ れ beginning め た. For a detailed な analysis, the 続 is derived from the line って く to define である. This achievement was published by the Sendai で xing われた Star Circle Research Society にてポスタ にてポスタ された.

项目成果

Multispecies MHD study of ion escape at ancient Mars: Effects of an intrinsic magnetic field and solar XUV radiation

古代火星离子逃逸的多物种 MHD 研究：固有磁场和太阳 XUV 辐射的影响

• DOI: 10.1029/2022ja030427
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Space Physics
• 作者: Sakata;R.;Seki;K.;Sakai;S.;Terada;N.;Shinagawa;H.;& Tanaka;T.
• 通讯作者: T.

LAPYUTA (Life-environmentology, Astronomy, and PlanetarY Ultraviolet Telescope Assembly) mission

LAPYUTA（生命环境学、天文学和行星紫外线望远镜组装）任务

• 发表时间: 2022
• 作者: F. Tsuchiya;G. Murakami;A. Yamazaki;T. Kimura;M. Kagitani;R. Koga;J. Kimura;N. Narita;S. Kameda;M. Ikoma;M. Ouchi;M. Tanaka;K. Masunaga;S. Sakai;C. Tao;M. Kuwabara;S. Toriumi
• 通讯作者: S. Toriumi

LASP, University of Colorado, Boulder(米国)

LASP，科罗拉多大学博尔德分校（美国）

Survival of Terrestrial N2-O2 Atmosphere in Violent XUV Environments by Efficient Atomic Line Radiative Cooling

通过高效原子线辐射冷却，陆地 N2-O2 大气在剧烈 XUV 环境中的生存

• 发表时间: 2022
• 作者: A. Nakayama;M. Ikoma;N. Terada
• 通讯作者: N. Terada

LAPYUTA 計画の検討状況

LAPYUTA计划研究现状

• 发表时间: 2023
• 作者: 土屋史紀;村上豪;山崎敦;木村智樹;吉岡和夫;鍵谷将人;古賀亮一;木村淳;成田憲保;亀田真吾;生駒大洋;大内正己;田中雅臣;益永圭;堺正太朗;垰千尋;桑原正輝;鳥海森;LAPYUTA WG 検討グループ
• 通讯作者: LAPYUTA WG 検討グループ