НЕТЕПЛОВЫЕ АТМОСФЕРНЫЕ ПОТЕРИ ДЛЯ МАЛЫХ ГОРЯЧИХ ЭКЗОПЛАНЕТ

Авторы
Автаева А.А.(1,2) Шематович В.И.(1)
Организации
(1) Институт астрономии Российской академии наук
(2) Государственный Астрономический Институт имени П.К. Штернберга МГУ, Москва, Россия
Сессия
Исследование планет
Форма представления
Устный
Текст тезисов
Процессы диссоциации, такие как фотодиссоциация, диссоциация электронным ударом, диссоциативная ионизация и др., являются основными источниками тепловых и надтепловых фрагментов молекул в состояниях электронного возбуждения в верхних атмосферах горячих экзопланет (Shematovich, Marov, 2018). Из лабораторных исследований известно, что избыточные кинетические энергии атомов водорода, образующихся при фото- и ударной электронной диссоциации и диссоциативной ионизации молекулярного водорода, характеризуются двумя пиками по энергии фрагментов - в области низких энергий 0 - 1 эВ (медленные продукты диссоциации) и в области относительно высоких энергий 4 - 6 эВ (быстрые продукты диссоциации). Соответственно атомы водорода образуются в процессах диссоциации с избытком кинетической энергии, то их распределение в переходной Н2→Н области верхней атмосферы горячей экзопланеты определяется из решения кинетического уравнения Больцмана с фотохимическим источником (Автаева, Шематович, 2020).

При помощи численной стохастической модели горячей планетной короны на примере горячего нептуна GJ 436b исследованы на молекулярном уровне кинетика и перенос надтепловых атомов водорода в протяженной верхней атмосфере, и рассчитан нетепловой поток убегания. Поток убегания оценен величиной 3.0×1012 см-2 с-1 для умеренного уровня звездной активности в УФ излучении, что позволяет получить верхнюю оценку скорости потери массы атмосферы за счет процессов диссоциации Н2 равной 7.8×108 г/с. Расчетная величина входит в интервал полученных из наблюдений оценок возможной скорости потери атмосферы экзопланеты GJ 436b в диапазоне ~(3.7×106 – 1.1×109) г/с. Данный источник надтепловых атомов водорода рекомендуется включить в современные аэрономические модели физических и химических процессов в верхних атмосферах горячих экзопланет. Также исследование проводилось и для горячей супер-земли π Men c.

Авторы благодарны проекту №075-15-2020-780 «Теоретические и экспериментальные исследования формирования и эволюции внесолнечных планетных систем и характеристик экзопланет» Министерства науки и высшего образования РФ.