The shared evaporation history of three sub-Neptunes spanning the radius-period valley of a Hyades star
本研究通过建模毕星团K型矮星K2-136的三颗行星的蒸发历史，结合X射线观测与结构逃逸公式，证实三者最初均为次海王星，经大气蒸发塑造为当前处于半径-周期谷不同位置的状态。
2023-04-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
The coronal X-ray - age relation and its implications for the evaporation of exoplanets
研究了晚型恒星的日冕X射线发射与恒星年龄的关系，以及这种关系随光谱型的变化。我们从13个疏散星团中选取了717颗恒星，发现在日冕辐射的饱和阶段，X射线与辐射热光度的比值从晚期K型矮星的10^-3.1降低到早期F型恒星的10^-4.3（在0.29<（B-V）_0<1.41的范围内）。我们确定的饱和时间尺度在10^7.6和10^8.3年之间变化，尽管在整个FGK范围内没有明确的趋势。我们使用简单的能量限制蒸发模型并考虑罗氏瓣效应和不同的加热/蒸发效率，将我们的X射线发射-年龄关系应用于121颗已知凌日系外行星的蒸发历史的研究。我们确认，行星在M^2/R^3平面和^-2平面上的线性截止分布是蒸发导致的种群变化的预期结果，已知的凌日系外行星也显示出这样的截止分布。我们发现，对于25%的蒸发效率，我们预计大约十分之一的已知凌日系外行星自形成以来已经失去了超过5%的质量。此外，我们提供的最低形成质量的估计，一个行星可以预期生存4个陀螺的恒星和行星参数的范围。我们强调的重要性，一个行星的生命的最早期，其蒸发的历史与75%预计将发生在第一个Gyr。这就提出了利用蒸发历史来区分不同迁移情景的可能性。对于有自旋轨道角的行星，没有发现轨道偏离的行星和轨道对准的行星的分布有什么区别。这表明在行星系的生命早期就发生了错位，尽管还需要更多的数据。
2012-04-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
X-ray irradiation and evaporation of the four young planets around V1298 Tau
年轻恒星周围的行星被认为是由于宿主恒星的高磁场活动而经历大气蒸发。在这里，我们报告的X射线观测的V1298头，一个年轻的恒星与四个过境系外行星。我们利用Chandra和ROSAT对主星的X射线观测，测量了行星当前的高能辐照水平，并采用恒星活动演化和系外行星质量损失模型来估计行星的可能演化。我们发现V1298 Tau的X射线亮度为$\log L_X$ [erg/s] $=30.1$，平均日冕温度为$\approx 9$ MK。这使这颗恒星在这个恒星年龄时处于X射线更明亮的恒星之列。我们估计辐射驱动的质量损失的系外行星，并发现它依赖于敏感的可能的演化自旋的恒星的轨道，以及对当前的行星密度。假设行星由于年轻而密度较低，我们发现最里面的两颗行星可能会失去大部分的气体包层，并且可能会蒸发到岩石核心，这取决于恒星的自旋演化。然而，如果行星更重，并且遵循较老行星的质量-半径关系，那么即使在最高的XUV照射情况下，预计也没有行星会越过半径间隙进入岩石状态，直到系统达到5 Gyr的年龄。
2020-05-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kepler planets: a tale of evaporation
受开普勒行星发现的启发，我们考虑了靠近母恒星的行星在蒸发的影响下的热收缩。质量损失率是基于包括X射线和EUV照射的蒸发的流体动力学模型。我们发现，只有具有氢包层的低质量行星才会受到蒸发的显著影响，对于海王星质量的天体，蒸发能够去除0.1 AU以内的大量氢包层。我们构建了一个理论人口的行星与不同的核心质量，包络质量，轨道分离，恒星光谱型，并比较这些对低质量行星的大小和密度测量，无论是在开普勒任务和径向速度调查。这个实验使我们得出结论，蒸发是近距离开普勒行星进化的驱动力。事实上，大约50%的开普勒行星候选者可能已经被严重侵蚀。蒸发解释了在这些天体中观察到的两个惊人的相关性：缺乏靠近恒星的大半径/低密度行星，以及行星大小的双峰分布，在2R_E附近缺乏行星。经历过高X射线照射的行星通常比这个尺寸小，而那些X射线照射量较低的行星通常较大。双峰分布自然可以用蒸发模型来解释，根据它们的X射线曝光量，近距离行星可以保持1%的氢包层质量，或者完全剥离。为了定量地再现观测到的特征，我们认为低质量开普勒行星不仅需要由覆盖有氢包层的岩石核组成，而且它们中的少数初始质量应该超过20 M_E，大多数的核心质量应该是几个地球质量。
2013-08-06 astro-ph.EP
Star-planet magnetic interaction and evaporation of planetary atmospheres
恒星通过辐射、引力和磁场与它们附近的行星相互作用。我们调查的能量输入到一个行星大气之间的恒星和行星的磁场重联和比较它的能量输入的极紫外（EUV）辐射场的恒星。我们量化的功率释放的磁重联在行星磁层的边界，传送到大气中的加速电子。我们引入简单的模型来评估加速电子的能谱和能量耗散在大气层中的极地地区的行星上，他们撞击。一个简单的跨音速等温风沿磁力线被认为是估计增加的质量损失率相比，一颗行星照射的EUV通量的主机恒星。我们发现，高能电子可以达到10^{23}-10 25} m^{-2}的柱密度，与EUV光子相当或更深，并且在近距离（< 0.10 AU），大质量（> 1.5木星质量）行星中增加质量损失率高达30-50倍。在行星磁层边界处，电子被磁重联加速而加热，其质量损失率可达（0.5-1.0）× 10 ^{9} kg/s。另一方面，平均质量损失率高达（0.3-1.0）x10^{10} kg/s的情况下，发现的磁环连接的行星和恒星。恒星与行星间的磁场相互作用为行星大气提供了一个显著的能量来源，一般来说，它可以与恒星的EUV辐射相媲美，甚至超过了近距离行星的EUV辐射。因此，它必须包括在行星大气的化学演化或蒸发模型中，以及在紫外波长下过境行星的光变曲线模型中。
2013-07-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evaporation of extrasolar planets
本文综述了太阳系外行星蒸发的观测和理论模拟。“热对流层”的观测及其对高层大气（热层和散逸层）的制约。描述了对第一颗凌日系外行星HD 209458 b的早期观测发现，这颗行星有一个逃逸氢的扩展大气层。随后的观测表明，在非常高的海拔存在氧和碳。这些观测结果对大气中的逃逸速率和机制给出了独特的限制。最新的莱曼α HST观测HD 189733 b和MgII观测Wasp-12 b允许首次比较不同环境中不同行星的蒸发。模型来量化逃逸率从测量的掩星深度，和能量图来描述的蒸发状态的热掩星。利用这张图，可以看出很少有像GJ 876 d或CoRot-7 b这样的已知行星可能是前巨行星的残余。
2012-01-23 astro-ph.EP
Orbital migration induced by anisotropic evaporation. Can hot Jupiters form hot Neptunes ?
短周期行星受到来自其恒星的强烈高能辐射。研究表明，这可能导致大气质量显著损失，并产生质量较小的行星。在这里，我们分析蒸发机制是否会影响行星的轨道。蒸发行星的轨道演化是以一种非常一般的方式解析推导出来的。分析结果，然后比较两类内行星的周期分布：海王星质量的行星和海王星质量的行星。这两个种群具有非常不同的周期分布，它们来自同一亲本分布的概率低于10^-4。我们发现，质量喷射可以产生显着的迁移与轨道周期的增加，非常匹配的两个人口的分布差异。如果蒸发来自行星表面最热的区域，就会发生这种情况。因此，蒸发引起的迁移是一个不可忽视的重要机制。
2011-12-06 astro-ph.EP
Planetary Evaporation and the Dynamics of Planet Wind/Stellar Wind Bow Shocks
我们提出了一个新的运动模拟的初步结果，重点是行星风与恒星环境的相互作用，使用自适应网格细化方法。我们已经证实了Stone & Proga 2009的结果，即由于昼夜温差，行星风中会产生方位流结构。我们表明，对地球的回流将发生的强度取决于逃逸参数。当恒星外流包括在内时，我们看到不稳定的头波通过外流与行星风的相互作用形成。
2015-08-04 astro-ph.EP
Planetary evolution with atmospheric photoevaporation I. Analytical derivation and numerical study of the evaporation valley and transition from super-Earths to sub-Neptunes
观测显示开普勒数据中有一个耗尽区域将较小的超级地球与较大的次海王星分开。这可以解释为大气逃逸导致的有和没有H/He的行星之间的蒸发谷。首先，我们进行了数值模拟的演变接近低质量行星与H/He进行逃逸。其次，我们开发了一个分析模型的山谷轨迹。我们发现，在一个给定的轨道距离的最大剥离核心$R_{\rm b}$的半径量化的谷底只依赖于弱后形成H/He质量。原因是高初始H/He质量意味着有更多的气体蒸发，但行星密度较低，增加了损失。关于恒星$L_{\rm XUV}$，$R_{\rm b}$的尺度是$L_{\rm XUV}^{0.135}$。同样的弱相关性适用于能量受限蒸发的效率因子$\varepsilon$。正如数值和分析发现，$R_{\rm b}$作为轨道周期$P$的函数而变化，对于恒定的$\varepsilon$为$P^{-2 p_{\rm c}/3}\approx P^{-0.18}$，其中$M \propto R^{p_{\rm c}}$是固体核的质量-半径关系。在10天的轨道上，$R_{\rm b}$约为1.7 $R_{\oplus}$，与冰的质量分数呈线性增加。数值结果很好地解释了分析模型，其中发生完全蒸发，如果时间积分超过恒星XUV辐射吸收的行星是大于在核心的引力位的信封的结合能。对原始H/He质量、$L_{\rm XUV}$和$\varepsilon$的弱依赖性解释了为什么在…
2020-02-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Three young planets around the K-dwarf K2-198: High-energy environment, evaporation history and expected future
本研究分析年轻多行星系统K2-198中三颗行星的蒸发历史与未来，发现内行星已失去原始包层，外行星稳定性取决于质量，并强调测量行星质量对模拟的重要性。
2023-11-12 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
New constraints on the future evaporation of the young exoplanets in the V1298 Tau system
年轻时的凌日行星是提高我们对系外大气层演化的理解的关键目标。我们提出了一个新的X射线观测V1298头与XMM-牛顿的结果，旨在更准确地确定高能量的辐射的四颗行星绕这个前主序星，和可能的变化，由于磁活动的短期和长期的时间尺度。在V1298 Tau系统中的行星质量的第一次测量之后，我们修改了早期对当前从行星大气逃逸率的猜测，采用我们更新的大气蒸发模型来预测该系统的未来演变。与先前的预期相反，我们发现两颗外行星不会受到Gyr时间尺度上任何蒸发的影响，而两颗较小的内行星也会受到同样的影响，除非它们的真实质量低于$\sim 40$ M $_\oplus$。这些结果证实了相对大质量的行星可以在其演化历史的早期达到质量半径图中的最终位置。
2021-12-21 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Born Dry in the Photo-Evaporation Desert: Kepler's Ultra-Short-Period Planets Formed Water-Poor
最近的调查发现了一个令人兴奋的超短周期（USP）行星的新群体，其轨道周期小于一天。这些行星的半径通常小于1.5地球半径，表明它们可能有岩石成分。这与100天内行星的总体分布形成鲜明对比，后者由2个地球半径以上的低密度亚海王星主导，必须有气体包层来解释它们的大小。然而，在超短周期轨道上，行星受到强烈的光致电离辐射的轰击，因此气态的亚海王星非常容易在大气光蒸发中失去其外壳。使用模型的行星演化，我表明，岩石USP行星可以很容易地产生的亚海王星与H/He信封的蒸发残余物，因此，我们可以理解的USP亚海王星作为光蒸发的自然后果，所观察到的缺乏。然而，至关重要的是，USP轨道上的行星通常可以保留它们的包层，如果它们形成了非常高的金属含量水为主的包层。这些富含水的行星通常会超过2个地球半径，这与观测到的蒸发沙漠不一致，表明大多数USP行星可能是由雪线内的贫水物质形成的。最后，我研究的特殊情况下，55 Cancri e和它可能的组成，根据最近的观察，并讨论了进一步表征这一人口与未来的观察前景。
2016-10-04 astro-ph.EP
Testing exoplanet evaporation with multi-transiting systems
光蒸发模型是解释小型近距离行星演化和半径谷起源的主要理论之一。然而，如果没有行星质量的测量，测试光蒸发的情况是具有挑战性的。即使个别行星的质量是可获得的，主恒星未知的EUV/X射线历史也很难评估光蒸发的作用。我们发现，多个过境行星的系统是最好的，严格测试的光蒸发模型。通过在一个多凌日系统中将一颗行星缩放到另一颗行星，可以否定宿主恒星不确定的EUV/X射线历史。通过关注包含行星的系统，我们可以估计出半径谷以上行星的最小质量（因此假设保留了大量的氢/氦包层）。这个最小质量是通过假设在半径谷以下的行星完全失去了它最初的氢/氦包层来估计的，然后计算在半径谷以上的任何行星需要多大的质量才能保持它的包层。我们将这种方法应用于104行星以上的半径差距在73个系统，足够精确的半径测量。我们发现很好的协议与光蒸发模型。只有两颗行星（开普勒-100c和142 c）似乎是不一致的，这表明它们有不同的形成历史，或者遵循不同的进化路径。我们的方法可以用来识别TESS系统，保证径向速度后续进一步测试的光蒸发模型。
2019-12-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Extreme evaporation of planets in hot thermally unstable protoplanetary discs: the case of FU Ori
针对 FU Ori 吸积爆发挑战现有模型的问题，提出年轻气态巨行星在热不稳定盘中发生极端蒸发的新理论，解释了观测特征并约束了行星与盘演化。
2023-05-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
The evaporation of planetary atmosphere
本文提出了一种通过观测验证行星大气蒸发假设的新方法，指出已有足够明亮目标可供观测，且PLATO任务将发现更多。
2024-01-05 astro-ph.EP
On the correlation between stellar chromospheric flux and the surface gravity of close-in planets
有近距离凌日行星的恒星的色球层辐射已经被发现与其行星的表面重力相关。具有低重力行星的恒星平均有较低的色球通量。我们认为这种相关性是由于行星蒸发产生的星周物质的吸收。重力较低的行星有更大的质量损失率，导致更高的星周吸收柱密度，这反过来解释了在其宿主恒星中观察到的色球层发射水平较低。我们估计了所需的柱密度，发现行星蒸发可以解释它。我们推导了在Ca II H&K线核心测得的色球发射与行星引力之间的理论关系。我们应用这种关系的一个样本的过境系统，恒星钙II H&K的排放量和行星表面的重力是已知的，并发现了很好的协议，鉴于各种来源的不确定性和内在的变化的恒星排放量和行星蒸发率。我们认为径向速度抖动适用于适应光谱轨道和年龄估计的行星系的色球活动水平的基础上，他们的宿主恒星的影响。
2014-11-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Compositional imprints in density-distance-time: a rocky composition for close-in low-mass exoplanets from the location of the valley of evaporation
我们使用一个端到端的行星形成，热力学演化和大气逃逸模型来研究蒸发的统计印记如何依赖于行星核心的大部分组成（岩石与冰）。我们发现，人口广泛的印记，如“蒸发谷”的位置在距离半径平面和相应的双峰半径分布明显不同，这取决于散装组成的核心。与观测到的山谷位置（Fulton et al. 2017）的比较表明，接近的低质量开普勒行星主要由类似地球的岩石组成。结合MMR之外的周期比，这表明低质量的开普勒行星在水冰线内形成，但仍在进行轨道迁移。失去所有原始H/He的行星的核心半径变得可见。对于在距离-半径平面上处于这个“蒸发三角形”中的行星，其成分的简并度降低了。在观察到的图中，我们发现随着半径的增加，挥发物含量越来越高的趋势（R/R_Earth<1.6岩石; 1.6-3.0冰和/或H/He; >3：H/He）。质量密度图包含了关于形成和演化的重要信息。其特征性的破碎V形揭示了从固体行星到低质量核心主导的H/He行星，最后到气体主导的巨星的转变。蒸发导致低质量行星的密度和轨道距离是反相关的，与巨星相反，在巨星中，更近的行星密度较低，可能是由于膨胀。这里报告的统计特性的时间演变将是感兴趣的PLATO 2.0任务，将观察时间方面。
2017-12-01 astro-ph.EP
Formation of multi-planetary systems via pebble accretion in externally photoevaporating discs in stellar clusters
Astronomy Unit, School of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院物理与天文学学院天体物理单元）
研究发现外部光蒸发通过减少碎石储备抑制行星生长，但在高初始质量盘中行星相互作用主导结果，影响多行星系统最终架构。
2026-01-07 astro-ph.EP
Global Instability of Exo-Moon System Triggered by Photo-Evaporation
许多系外行星被发现在靠近其宿主恒星的轨道上，因此它们受到光蒸发的影响。先前的研究表明，开普勒任务探测到的大部分系外行星都被光蒸发严重侵蚀。在本文中，我们数值研究的影响，光蒸发的轨道演化的一个假想的月球系统围绕一颗行星。我们发现光蒸发对月球系统的稳定性至关重要。光蒸发会侵蚀地球的大气层，从而导致重大的质量损失。随着行星质量的减少，它的希尔半径缩小，其卫星的轨道半长轴和偏心率增加。当一些卫星接近其临界半长轴时，会触发月球系统的全球不稳定性，通常会导致两个，一个甚至零个幸存的卫星。一些丢失的卫星可能会逃离月球系统，成为一颗围绕恒星运行的新行星，或者进一步逃离，成为银河系中的一个自由漂浮物体。鉴于光蒸发的破坏性作用，我们推测，系外卫星在近距离行星（$<0.1$ AU）中不太常见，特别是那些围绕M型恒星的行星，因为它们的X射线亮度更高，从而增强了光蒸发。本研究所获得的经验教训可能有助于正在进行的/未来的外卫星搜索计划的目标选择。
2016-09-27 astro-ph.EP
Irradiation-driven escape of primordial planetary atmospheres II. Evaporation efficiency of sub-Neptunes through hot Jupiters
利用公开可用的一维光电离流体动力学代码ATES，我们着手研究行星引力势能（$ϕ_p\equiv GM_p/R_p$）和恒星X射线和极紫外线（XUV）照射（$F_{\rm XUV}$）对中度到高度照射的气态行星（从次海王星到热彗星）的蒸发效率（$η$）的综合影响。我们表明，（已知）存在一个阈值电位，高于该阈值电位，能量有限的逃逸（即，$η\simeq 1$）是无法达到的。对于$\log ϕ_p\gtrsim \log ϕ_p^{\rm thr}\approx [12.9-13.2]$（以cgs为单位），大多数能量吸收发生在离子通过光电子碰撞获得的平均动能不足以逃逸的地方。这导致蒸发效率随着$ϕ_p$的增加而直线下降。具有$ϕ_p\lesssim ϕ_p^{\rm thr}$的行星是否表现出能量有限的外流主要受恒星辐射水平的调节。具体而言，对于低重力行星，以上$F_{\rm XUV}\simeq 10^{4-5}$尔格厘米$^{-2}$的$^{-1}$ Ly $α$损失超过绝热和平流冷却和低重力行星的蒸发效率下降低于能量有限的近似，虽然仍然在很大程度上独立于$ϕ_p$此外，我们表明，而$η$增加为$F_{\rm XUV}$增加的行星以上$ϕ^{\rm thr}_p$，相反的是真实的低重力行星。这种行为可以通过检查作为大气温度的函数的平流和辐射损失的相对分数贡献来理解。这个新的框架，使一…
2022-04-06 astro-ph.EP
Survival of a planet in short-period Neptunian desert under effect of photo-evaporation
尽管在近距离轨道上发现了大量的类海王星和类地行星，但“热海王星”（质量为海王星的0.6-18倍，轨道周期小于3天的行星）的数量非常少。质量周期分布中的相应区域被指定为“短周期海王星沙漠”。对这一事实的普遍解释是，由于恒星辐射加热引起的强烈大气外流，质量几乎没有海王星的气态行星将无法在主星附近生存。为了验证这一假设，我们对热海王星的大气动力学进行了数值模拟。我们采用先前发展的氢氦大气的一维自洽模型，考虑了超热电子。质量损失率作为轨道距离和恒星年龄的函数。我们的结论是，短周期海王星的沙漠不能完全解释为行星大气的蒸发所造成的辐射从一个主恒星。对于质量较小的类海王星行星，估计的质量损失上限可能与光蒸发的情况一致，而较重的类海王星行星则不会通过这种机制失去显著的质量。我们还发现，我们的数值计算结果和广泛使用的近似估计的质量损失之间的显着差异。
2018-05-22 astro-ph.EP
Evaporation before disruption: comparing timescales for Jovian planets in star-forming regions
模拟显示，在密集的恒星形成区，行星的轨道很容易被打乱;行星可以在恒星之间交换，成为自由漂浮的，然后被其他恒星捕获。然而，致密的恒星形成区域也往往是人口稠密的，包含发射光电离辐射的大质量恒星，这可以蒸发原行星盘中的气体。我们分析了包含木星质量行星的恒星形成区域的N体模拟，并确定了它们的轨道被改变的时间，它们变得自由浮动的时间，以及它们被偷走或捕获的时间。同时，我们进行计算的演化的原行星盘暴露于FUV辐射场的大质量恒星在相同的恒星形成区域。在几乎一半（44%）被破坏的行星系中-无论是改变，捕获，被盗还是自由浮动，我们发现原行星盘的半径向内发展，或者盘中的气体完全蒸发，在行星轨道被破坏之前。这意味着在密集的恒星形成区域被破坏的行星更有可能是超级地球或迷你海王星，因为木星质量的行星由于光蒸发的质量损失而无法形成。此外，最近在紧密堆积的类地行星周围发现的遥远的木星质量行星反对它们在人口稠密的恒星形成区域形成，因为光蒸发会阻止气体巨行星形成在几个天文单位的距离。
2022-09-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Evidence of energy-, recombination-, and photon-limited escape regimes in giant planet H/He atmospheres
流体动力逃逸是行星质量损失的最有效的大气机制，对行星演化有很大的影响。理论上已经确定了三种流体动力学逃逸机制：能量限制、复合限制和光子限制。然而，到目前为止，还没有关于这些政权的证据的报告。在这里，我们报告这三个制度的证据，通过分析氦I三重态在10830埃和Ly- $α$吸收涉及一个一维流体动力学模型，使我们能够估计氢重组和平流率。特别是，我们表明，HD 209458 b是在能量有限的制度，HD 189733 b是在重组有限的制度，和GJ 3470 b是在光子有限的制度。这些系外行星可以被视为其各自制度的基准案例。
2021-04-18 astro-ph.EP
An Eccentric Sub-Neptune Moving Into the Evaporation Desert
本文确认了偏心亚海王星TOI-5800 b，其周期约2.6天、偏心率高达0.39，正经历潮汐加热并进入海王星荒漠，是JWST大气表征的理想目标。
2025-07-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Estimation of the XUV radiation onto close planets and their evaporation
内容：目前行星质量与入射恒星X射线通量的分布支持了这样一种观点，即大气层的光蒸发可能发生在近距离行星上。必须考虑综合影响。由于光蒸发的质量损失率的适当计算需要估计从整个XUV范围的总照射。目的：利用恒星日冕模型计算极紫外辐射对恒星光谱的贡献，将行星大气中光蒸发的分析从可达的X射线扩展到观测不到的极紫外辐射。行星的质量演化可以追溯到假设热损失主导其大气层的质量损失。方法：我们确定了82颗恒星的日冕模型与系外行星，有X射线观测。然后产生整个XUV范围（~1-912 nm）的合成光谱。用真实的EUV数据校准的EUV恒星通量的确定，使我们能够计算XUV照射对行星大气随时间的累积影响，以及已知密度的行星的质量演变。结果：首次标定了晚型恒星的EUV光度与恒星年龄的关系。在109颗系外行星的样本中，很少有质量大于~1.5 Mj的行星接收到高XUV通量，这表明强烈的光蒸发发生在短时间内，就像以前在X射线中发现的那样。这一假设也与观测到的行星质量随密度的分布相一致。随着时间的推移，光蒸发的累积效应表明，HD 209458 b可能从2000万年以来已经损失了0.2兆焦耳。结论：日冕辐射使靠近年轻晚型恒星的行星大气层迅速光蒸发。需要更复杂的模型来充分解释观测结果。
2011-05-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
The evaporation valley in the Kepler planets
加利福尼亚开普勒巡天最近提出了一个新的证据，支持低质量、近距离系外行星的光蒸发驱动演化模型。开普勒行星的半径分布是双峰式的，在1.3和2.6 Rearth处有一个“谷”分隔两个峰。这种"蒸发谷“以前曾由数值模式预测过。在这里，我们开发了一个极小模型，以证明这个山谷的结果从以下事实：信封侵蚀的时间尺度是最长的那些行星的氢/氦丰富的信封，虽然只有百分之几的重量，其半径的两倍。时间尺度落在比这更轻的包络上，因为行星的半径在很大程度上保持不变。对于较重的包层，时间尺度也会下降，因为行星膨胀的速度快于包层质量的增加。因此，光蒸发将行星聚集成裸核（约1.3 Rearth），或者是核心半径两倍的核（约2.6 Rearth）。这一过程主要发生在前1亿年，当时恒星的高能通量很高，几乎是恒定的。观测到的半径分布进一步要求开普勒行星聚集在3 Mearth附近，出生时的H/He包层质量超过百分之几，并且它们的核心在成分上与地球相似。这样的包层一定是在气盘扩散之前就已经被吸积了，而核心的成分则表明形成于冰线内部。最后，光蒸发模型无法解释30-60天以上的裸露行星，如果这些行星是丰富的，它们可能指向一个重要的第二个行星形成通道，类似于太阳系的类地行星。
2017-10-04 astro-ph.EP
The Role of Core Mass in Controlling Evaporation: the Kepler Radius Distribution and the Kepler-36 Density Dichotomy
我们使用耦合热演化和光蒸发质量损失的模型来理解开普勒-36系统的形成和演化。我们发现，卡特等人（2012）观察到的平均行星密度的巨大差异可以解释为具有相似初始成分的行星的光蒸发的自然结果。然而，我们发现这种对比不是由于行星之间XUV辐射的差异，而是由于行星岩石/铁核的质量差异以及这对质量损失演变的影响。我们详细探讨了我们的耦合模型如何依赖于辐照，质量，年龄，成分和质量损失的效率。基于大量的耦合演化和质量损失运行的拟合，我们提供了分析拟合，以了解阈值XUV通量显着的大气损失，作为核心质量和质量损失效率的函数。最后，我们讨论了这些结果的背景下，最近的研究开普勒候选人的半径分布。利用我们的参数研究，我们对亚海王星大小的行星的频率做出了可测试的预测。我们表明，1.8-4.0 R_地球行星应成为显着不常见的轨道上10天内，并讨论了一个狭窄的“发生谷”的可能性，在半径通量分布。此外，我们描述了光蒸发如何为Ciardi等人（2013）最近的观察提供了一个自然的解释，即内行星在系统中优先较小。
2013-05-14 astro-ph.EP
Evaporation of planetary atmospheres due to XUV illumination by quasars
行星大气通过各种机制遭受质量损失，包括来自其宿主恒星的XUV光子的照射。在这里，我们探讨的后果XUV辐射的超大质量黑洞，因为它们的增长，在星系核的气体吸积。基于星系凸起和星系盘中恒星的质量分布以及单个黑洞的光度历史，我们估计了XUV通量的概率分布函数作为星系晕质量、红移和恒星成分的函数。我们发现，宇宙中大约50%的行星可能会失去相当于火星的大气层，10%可能会失去地球的大气层，0.2%可能会失去地球海洋的质量。在星系的球状组成部分中，这一比例明显较高，并且强烈依赖于星系质量，但对红移的依赖性很弱。
2017-05-18 astro-ph.EP astro-ph.GA
Formation of Planetary Populations III: Core Composition & Atmospheric Evaporation
系外行星质量半径图显示，超级地球在给定质量下显示出广泛的半径，因此平均密度。使用行星人口合成模型，我们探索了形成这种分布的关键物理因素：行星的固体核心成分和大气结构。对于前者，我们使用平衡盘化学模型来跟踪整个形成过程中行星核心上的吸积矿物。对于后者，我们跟踪气体吸积在形成过程中，并考虑光蒸发驱动的大气质量损失，以确定什么部分的吸积气体逃逸后的磁盘阶段。我们发现，海王星和亚土星在小轨道半径（$\lesssim$ 0.1 AU）的大气剥离在短周期超级地球的形成中起着关键作用。岩心成分受其形成的圈闭的强烈影响。我们还发现，在小轨道半径$\lesssim$ 0.5 AU的类地行星组成和在大轨道$\sim$ 1 AU的富冰行星（质量高达50%）之间存在分离。这与从小轨道周期的低质量行星半径谷的观测位置推断出的类地平均密度很好地对应。我们的模型产生的行星半径与质量为$\sim$ 1- 3 M $_\oplus$的观测结果相当。在更大的质量，行星的吸积气体显着增加其半径大于大多数观测数据。虽然光蒸发影响小轨道半径$\lesssim$ 0.1 AU的行星，减少了这些行星半径的子集，并改善了我们的比较，但我们计算的种群中的大多数行星不受影响，因为它们在较大的分离处形成时FUV通量较低。
2020-07-13 astro-ph.EP
The three regimes of atmospheric evaporation for super-Earths and sub-Neptunes
很大一部分超级地球和次海王星被认为在其生命的早期阶段由于大气蒸发而经历了挥发物的极度损失。虽然极端质量损失背后的机制尚未完全了解，但两个竞争者已被广泛讨论：X射线和紫外线照射的光蒸发和核心动力质量损失。在这里，它表明，这两种机制发生，但具有不同的时间尺度，大气损失可以发生在三个制度。在第一种状态下，行星的内部温度非常高，这是由于其高能形成过程造成的。这些高温产生了一个完全对流的大气层，有效地失去了质量，而没有太多的内部冷却。第二种状态适用于内部温度较低的行星，因此辐射区域形成，但光球层仍然保持在邦迪半径之外。因此，质量损失仍然只取决于内部温度。内部温度最低的行星处于第三种状态，此时光球层在邦迪半径以下形成，主要由于X射线和紫外线照射而失去质量。本文提供了第一个统一的框架，通过行星的寿命来模拟大气蒸发。
2023-01-20 astro-ph.EP
Evaporation of the planet HD189733b observed in HI Lyman-alpha
我们在HI Lyman-alpha和HST/ACS的紫外线中观察到太阳系外行星HD 189733 b的三次凌日，以寻找大气特征。我们在莱曼-阿尔法光变曲线中检测到一个过境签名，过境深度为5.05 +/-0.75%。这个深度超过了行星盘单独产生的3.5-sigma水平的掩星深度（统计学）。其他恒星的发射谱线亮度较低，单独来看，它们没有显示出凌日信号，而莱曼-α谱线的整个光谱向红方向有足够的光子显示出凌日信号，这与行星盘单独的吸收一致。在发射谱线中，OI在1305 A处的渡越深度上限为11.1%，CII在1335 A处的渡越深度上限为5.5%。HD 189733 b周围存在一个扩展的氢原子散逸层，产生5%的未解析莱曼α线通量的吸收，表明这颗行星正在失去气体。莱曼-α光变曲线通过逃逸氢的数值模拟得到很好的拟合，其中行星原子被恒星辐射压推动。我们将原子氢的逃逸速率限制在10 ^9和10^{11} g/s之间，电离极紫外线通量限制在2到40倍太阳值（1-sigma）之间，较大的逃逸速率对应于较大的EUV通量。当dM/dt=10^{10} g/s和EUV通量F_{EUV} =20倍太阳值时，获得最佳拟合。HD 189733 b是第二颗被探测到大气蒸发的太阳系外行星。
2010-03-10 astro-ph.EP
The high-energy environment of the heavy sub-Earth GJ 367 b indicates likely complete evaporation of its atmosphere
研究利用 SRG/eROSITA 首次探测 GJ 367 b 宿主恒星的 X 射线辐射，发现即使恒星活动较弱，核动力损失与光致蒸发仍会迅速剥离其大气，推断该行星现今基本无大气。
2024-08-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Identifying inflated super-Earths and photo-evaporated cores
我们提出的经验证据，支持行星形成模型，表明曲线$R/R_\oplus = 1.05\,(F/F_\oplus)^{0.11}$近似的位置，所谓的光蒸发谷。低于这条曲线的行星可能经历了完全的光蒸发，而在它上面的行星似乎有膨胀的半径;因此，我们确定了一个新的膨胀的超级地球和迷你海王星种群。我们的N体模拟设置在一个不断发展的原行星盘内，包括轨道迁移，气体吸积和由于巨大撞击造成的大气损失的处方。我们的模拟系统与开普勒目录中超级地球的大小和周期大致匹配。它们还再现了同一系统中相邻行星的相对大小，除了跨越光蒸发谷的行星对。后一组行星的大小比要么很大，要么很小（$R_{\rm out} / R_{\rm in} \gg 1$或$R_{\rm out} / R_{\rm in} \ll 1$），而且大小比接近1。如果在光蒸发谷之外的行星（通常是外行星，但有时不是）的大气层因恒星照射而显着膨胀，这种特征似乎可以重现。这些新的行星群可能是未来詹姆斯韦伯太空望远镜进行凌日光谱观测的理想目标。
2018-09-05 astro-ph.EP
Catastrophic Evaporation of Rocky Planets
短周期系外行星的昼面地面温度可以超过2000 K，热到足以蒸发岩石并驱动热风。足够小的行星完全蒸发。我们构建了一个辐射流体动力学模型的大气逃逸强烈辐照，低质量的岩石行星，占尘埃气体的能量交换风。质量小于0.1 M地球（小于水星质量的两倍）且地面温度> 2000 K的岩石行星被发现在小于10 Gyr内完全解体。当我们的模型应用于开普勒行星候选者KIC 12557548 b时-它被认为是一个以dM/dt > 0.1 M_Earth/Gyr的速率蒸发的岩石体-我们的模型产生了一个< 0.02 M_Earth或不到月球质量两倍的现今行星质量。质量损失率强烈地依赖于行星质量，以至于在进入灾难性质量损失的最后短暂阶段（KIC 12557548 b已经进入）之前，质量与水星相当或小于水星的天体可以居住在接近的轨道上。因为这个灾难性的阶段只持续了行星生命的百分之几，我们估计，对于每一个像KIC 12557548 b这样的物体，应该有10- 100个近距离的静止的祖先，其亚日周期的硬表面凌日可能被开普勒探测到--如果祖先和它们最大的水星一样大的话（或者，祖细胞可以更小且更多）。根据我们的计算，KIC 12557548 b可能已经失去了约70%的形成质量;今天我们可能正在观察它裸露的铁核。
2013-05-21 astro-ph.EP
Mass-Loss Evolution of Close-In Exoplanets: Evaporation of Hot Jupiters and the Effect on Population
在其演化过程中，短周期系外行星可能会由于来自其宿主恒星的强烈XUV（X射线和极紫外线）辐射而通过大气逃逸而失去包层质量。由轨道演化或强烈的大气逃逸引起的罗奇瓣溢出也会导致质量损失。为了研究质量损失对内行星种群的影响，我们计算了热彗星的演化，考虑了它们的包层质量损失和热收缩。质量损失被认为是发生通过XUV驱动的大气逃逸和以下的罗氏瓣溢出。质量损失的失控效应导致了种群的二分法：保留信封的热彗星和信封完全丢失的超级地球。演化主要取决于行星的核心质量，而对迁移历史的影响很小。在核心较小（约10个地球质量）的热木星中，失控的大气逃逸和随后的洛希瓣溢出可能会产生亚木星沙漠，正如在行星种群的质量和半径分布中所观察到的那样。将我们的结果与形成情景和观察到的系外行星种群进行比较，我们提出，近轨道系外行星的种群是通过捕获原行星盘内边缘的行星和随后的亚行星蒸发形成的。
2014-01-11 astro-ph.EP
Thermosphere and exosphere of Hot-Jupiters
在这里，我们描述的意见和由此产生的限制高层大气（热层和散逸层）的“热-大气层”。特别是，观测和热木星蒸发的理论建模进行了说明。这些观测发现，围绕HD 209458运行的行星有一个逃逸氢的扩展大气层，并显示在非常高的高度存在氧和碳。这些观测结果对这些行星大气层中的逃逸速率和机制提出了独特的限制。最近对HD 189733 b的莱曼α HST观测首次比较了两颗不同行星在不同环境下的蒸发。模型来量化逃逸率从测量的掩星深度，和能量图来描述热蒸发状态。利用这张图，可以看出很少有已知的行星可能是以前的巨行星的残余。
2009-02-23 astro-ph.EP
Photo-evaporation of close-in gas giants orbiting around G and M stars
X射线和极紫外辐射撞击气体产生各种效应，这些效应取决于电子含量，可以提供对照射区域的显著加热。在太阳组成的行星大气中，恒星的高能辐射可能会将气体加热到非常高的温度，这可能会对行星大气的稳定性产生影响，特别是对于近距离的行星。考虑到低质量恒星的高能量光度在强度和硬度上随时间的变化，我们研究了G和M星周围气体巨行星出现频率随恒星年龄的变化。使用能量有限逃逸的方法，我们调查的影响引起的大气质量损失的巨大系外行星的分布，最初是平坦的，在几个距离的母星。我们遵循行星大气的动力学演化，跟踪由于大气逃逸而偏离初始轮廓，直到它达到最终的质量半径配置。我们发现，相当一部分低质量类地行星的轨道周期低于~3.5天，要么在最初的10亿年内蒸发，要么失去其大气层的相关部分。行星的初始质量分布被显著扭曲;特别是，年轻恒星周围质量小于2 MJ的气体巨星的出现频率可能比老恒星周围的大得多。
2019-03-26 astro-ph.EP
Evaporation of Close-in Sub-Neptunes by Cooling White Dwarfs
本研究首次数值模拟白矮星高能辐射驱动的近距行星大气逃逸，发现亚海王星的氢氦包层可能在白矮星形成早期被完全蒸发，该方法可推广用于研究白矮星行星的演化与宜居性。
2024-04-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
How drifting and evaporating pebbles shape giant planets II: Volatiles and refractories in atmospheres
即将进行的太阳系外气体巨星研究将精确了解行星大气的组成，最终目标是将其与行星的形成历史联系起来。在这里，我们研究如何漂移和蒸发的卵石，丰富的气相磁盘的影响化学成分的增长和迁移的气体巨星。为了实现这一目标，我们执行半解析的一维模型的原行星盘，包括粘性演化，卵石漂移和蒸发模拟行星的生长从行星胚胎木星质量的对象通过吸积卵石和气体，而他们通过磁盘迁移。原行星盘的气相由于向内漂移的卵石穿过蒸发线的蒸发而富集，导致大量挥发物吸积到行星大气中。因此，与耐火材料相比，气体吸积行星富含挥发物（C，O，N）（例如，Mg，Si，Fe）的影响最高可达100倍，这取决于化学物质、其确切丰度和挥发性以及磁盘的粘度。木星形成的一个简化模型显示，它的氮含量可以通过向内扩散的富氮蒸气来解释，这意味着木星不需要像以前的模拟那样靠近N2蒸发锋形成。然而，我们的模型预测木星的氧丰度太低，这意味着木星穿过水冰线的迁移或固体进入大气层的额外增加，这也可以增加木星的碳丰度。固体的吸积将大大增加行星大气中难熔物与挥发物的比率。因此，我们得出结论，挥发难熔比可以放置一个强大的约束行星形成理论，使其成为未来观测的重要目标。
2021-09-15 astro-ph.EP
Disk and atmosphere composition of multi-planet systems
本研究扩展chemcomp代码探究多行星系统中行星开辟间隙对原行星盘气体富集及大气成分的影响，发现外侧行星阻截富挥发物卵石会降低内侧行星大气碳氧含量，氮的超恒星水平可示踪卵石漂移与蒸发的作用。
2024-07-29 astro-ph.EP
Forming super-Mercuries: The role of stellar abundances
本研究通过模拟原行星盘演化与行星形成过程，揭示了恒星元素丰度、低黏度盘环境与铁蒸发锋面再凝结机制对超水星形成的关键作用，验证了低Mg/Si恒星更易孕育富铁超水星的结论，与观测结果相符。
2023-03-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
The initial physical conditions of Kepler-36 b & c
开普勒行星系由两颗距离相似（0.115和0.128 AU）的系外行星组成，它们的密度截然不同。内行星的密度与地球的成分一致，而外行星的密度极低，因此它必须包含大量的H/He包层。如果它们的电流密度代表它们在形成时的组成，则这种密度差异将对任何形成机制造成问题。然而，这两颗行星的距离足够近，在过去经历了显着的蒸发。我们约束的核心质量，核心成分，初始的质量，和初始冷却时间的每个行星蒸发模型的条件下，他们现在的质量和半径，从开普勒测光和过境时间分析推断。内行星是一个蒸发剥离的核心，而外行星由于其较高的核心质量而保留了一些最初的外壳。因此，这两颗行星可能有类似的形成路径，内侧行星的初始质量分数为$\lesssim 10\%$，核心质量为$\sim4.4$ M $_\oplus$，而外侧行星的初始质量分数为15-30\%，核心质量为$\sim7.3$ M $_\oplus$。最后，我们的研究结果表明，外行星有一个很长的（$\gtrsim30$百万年）初始冷却时间，比从简单的时间尺度参数天真地预测要长得多。较长的初始冷却时间可能是一个戏剧性的早期冷却事件，如最近提出的“蒸发”过程的证据。
2016-02-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
The MOPYS project: A survey of 70 planets in search of extended He I and H atmospheres. No evidence of enhanced evaporation in young planets
MOPYS项目通过观测结合文献汇总70颗系外行星数据，发现0.1-10亿年年轻行星无蒸发增强，绕10-30亿年恒星的行星蒸发信号更多，还给出宇宙海岸线新约束及He I探测的统计上边界。
2024-07-22 astro-ph.EP
How drifting and evaporating pebbles shape giant planets III: The formation of WASP-77A b and $τ$ Boötis b
大气丰度被认为限制了行星形成的途径，因为不同的物种在不同的温度下蒸发，在吸积的大气中留下不同的特征。行星的C/O比被认为限制了行星的形成路径，因为H $_2$ O、CO $_2$、CH $_4$和CO的凝聚顺序，导致气相C/O比随着距离的增加而增加。在这里，我们使用一个光盘的演化模型，包括卵石生长，漂移和蒸发耦合的行星形成模型，包括卵石和气体吸积以及行星迁移计算的大气成分的巨行星。我们将我们的结果与最近对热彗星WASP-77 A b和$τ$ Bootis b的观测结果进行了比较，它们分别具有太阳下和太阳上的C/H和O/H值。我们的模拟重现了这些测量结果，并表明像WASP-77 A b这样的巨星应该在CO $_2$蒸发前沿之外开始形成，而像$τ$ Bootis b这样的巨星应该起源于H $_2$ O线之外。我们的模型允许形成亚太阳和超太阳大气成分。然而，没有卵石蒸发的模拟不能再现$τ$牧夫座b大气中的超太阳C/H和O/H比，而不需要额外的固体吸积。我们确定盘的$α$粘度参数作为一个关键因素，因为粘度驱动挥发性富集蒸气的向内运动，负责气体C和O的吸积。根据行星的迁移历史，预计大气中C/H和O/H的数量级差异。我们的模拟还预测了$τ$牧夫座b的超太阳N/H和WASP-77 A b的太阳N/H。我们得出结论，卵石蒸发是解释系外行星大气多样性的关键因素，因为它可以解释太阳系下和太阳系外大气的…
2022-07-14 astro-ph.EP
The Evolution of Stellar Rotation and the hydrogen atmospheres of habitable-zone Terrestrial Planets
在气态原行星盘内形成的类地行星可以积累大量的氢包层。由于XUV驱动的蒸发，这种大气的演变取决于宿主恒星的活动演变，而宿主恒星本身又敏感地取决于其旋转演变，因此也取决于其初始旋转速率。在这封信中，我们推导出一个简单适用的计算行星大气蒸发的方法，它结合了流体静力学低层大气和流体动力学高层大气的模型。我们发现，中心恒星的初始旋转速率是至关重要的行星大气的演变，可以确定如果一个行星保持或失去其原始的氢信封。我们的研究结果强调，需要一个详细的治疗恒星活动的演变时，研究行星大气的演变。
2015-11-11 astro-ph.EP
Coupling thermal evolution of planets and hydrodynamic atmospheric escape in MESA
亚海王星类行星以氢为主的大气层的长期演化主要受两个因素控制：形成时获得的引力能的缓慢耗散（称为热演化）和大气质量损失。在这里，我们使用MESA自洽耦合低层大气的热演化模型与一个现实的流体动力学大气蒸发处方。为了概述这种耦合的主要特征，我们模拟了一系列的核心质量（5 - 20 Mearth）和初始大气质量分数（0.5 - 30%）的行星，在0.1天文单位的轨道上绕着一颗类似太阳的恒星运行。除了我们计算的进化轨迹，我们还研究了行星大气的稳定性，表明轻行星的大气可以在1 Gyr内完全去除，紧凑的大气有更好的存活率。从我们的结果和上一代模型的输出之间的详细比较，我们表明，热演化和大气蒸发之间的耦合显着影响低质量行星的大气的热状态，因此，改变大气质量分数和行星参数之间的关系。因此，我们的结论是，自洽考虑的热演化和大气蒸发是至关重要的演化建模和更好地表征行星大气。从模拟结果中，我们得到了不同年龄的行星半径与大气质量分数之间的解析表达式。特别是，我们发现，对于给定的观测行星半径，预测的大气质量分数随年龄的变化^[0.11]。
2020-09-10 astro-ph.EP
Starspots - Transit Depth Relation of the Evaporating Planet Candidate KIC 12557548b
在KIC 12557548中发现的凌日深度的剧烈变化和凌日光变曲线的进出口不对称性，被解释为一颗近距离小行星的尘埃（M_pgtrsim 1 M_oplus/Gyr）大气灾难性蒸发的证据。为了探索是什么驱动异常大气逃逸，我们进行时间序列分析的过境深度变化的开普勒档案数据约3.5年。我们发现一个约30%的过境深度与P1 = 22.83下午0.21天的周期性变化，这是使用光变曲线调制估计的主恒星的旋转周期的误差范围内，Prot = 22.91下午0.24天。我们解释的结果作为证据，大气逃逸KIC 12557548 b与恒星活动。我们认为可能的情况下，占质量损失率和恒星活动的相关性。如果人们接受相对高的XUV通量和将输入能量转换为大气的动能的高效率，则X射线和紫外（XUV）驱动的蒸发是可能的。恒星与行星的磁相互作用是另一种可能的情况，尽管质量损失率仍然存在巨大的不确定性。
2013-10-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evaporation of Low-Mass Planet Atmospheres: Multidimensional Hydrodynamics with Consistent Thermochemistry
直接和统计观测证据表明，光蒸发在侵蚀亚海王星行星的大气层方面很重要。我们构建了完整的流体动力学模拟，加上一致的热化学和射线跟踪辐射转移，以了解物理的大气光蒸发所造成的高能光子从主恒星。我们确定了一个区域上的参数空间，流体静力大气不能平衡任何合理的行星际压力，使大气特别容易受到帕克风损失。这一区域可能导致低质量（M ~ 3 M_earth）行星缺乏富氢（H/He）大气。改进以前的工作，我们的模拟包括详细的微观物理和自洽的热化学网络。全数值模拟结果表明，对于一颗大气质量为1 e-2的5 M地球基准模型岩核行星，其典型的光蒸发外流速度约为30 km/s，Mdot约为4 e-10 M地球/yr。超音速外流不会被恒星风冲压压力（基准模型跨音速点处总压力的5倍）淬灭。由恒星风调制的外流被准直到行星的夜晚一侧，而质量损失率仅比基准模型低约25%。通过对参数空间的探索，我们发现极紫外光电离在发射光蒸发风中起着重要的作用。其他高能辐射，包括X射线，是次要的。主要的冷却机制是振转分子冷却和绝热膨胀，而不是复合或Ly α冷却。在大多数情况下，风速大大高于风底处的逃逸速度，因此质量损失率与EUV光球尺寸R_euv的二次幂成比例，而不是如先前的工作所建议的三次幂。
2017-10-10 astro-ph.EP
Why M-dwarf flares have limited impact on the atmospheric evaporation of sub-Neptunes and Earth-sized planets
INAF -- Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；INFN, Sezione Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比可卡分部）；University of Michigan（密歇根大学）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo（意大利国家天体物理研究所巴勒莫天文台）
本研究使用ATES代码模拟发现，M型矮星耀斑对近轨道行星（包括宜居带内）的大气质量损失影响有限（小于两倍），且存在一个最大化耀斑驱动损失的特征能量。
2025-09-09 astro-ph.EP
Habitability of Terrestrial-Mass Planets in the HZ of M Dwarfs. I. H/He-Dominated Atmospheres
M矮星的普遍存在，加上相对容易探测到它们周围的地球质量行星，使它们成为寻找和描述“宜居带“（HZ）行星的主要目标。然而，开普勒发现，地球质量的系外行星通常具有大量的H/He包层，包括质量分数（$M_{env}/M_{core}$）$\gtrsim 1$ %。如果这些行星在Gyr时间尺度上保持这样的包络，即使在HZ内，它们也不会“适合居住”。由于M矮星的X射线/紫外线通量很强，我们研究是否有足够的包络质量可以被光蒸发掉，使这些行星变得适合居住。我们改进了以前的工作，通过使用流体动力学模型，占辐射冷却以及从流体动力学到弹道逃逸的过渡。采用一个包含恒星演化的M矮星XUV光谱模板，同时考虑蒸发和热演化，我们证明了：（1）质量损失是（大大）低于以前的估计，使用“能量有限”的形式主义和忽略过渡到金斯逃逸，（2）在HZ的内边缘，行星的核心质量$\lesssim 0.9$ M $_\oplus$，（3）在HZ的外缘，即使从地核到0.8 M $_\oplus$，蒸发也不能去除$\sim$ 1%H/He包层。因此，如果行星形成时有庞大的H/He包层，那么只有那些具有低质量核心的行星最终可能适合居住。核心$\gtrsim$ 1 M $_\oplus$，与$\gtrsim$ 1%的出生H/He信封，将不适合居住在M矮星的HZ。
2016-04-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hydrodynamical Simulations of Planet Rebound Migration in Photo-evaporating Disks
Zhejiang University（浙江大学）；IRAP, Universit{\'e} de Toulouse, CNRS, CNES（法国图卢兹大学IRAP（含CNRS、CNES））；University of Nevada, Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；TU Delft（代尔夫特理工大学）
本研究通过二维流体动力学模拟，证实了在光蒸发原行星盘中，海王星质量级行星可因正共转力矩发生反弹外向迁移，而更大质量行星迁移行为各异。
2025-09-08 astro-ph.EP
The JADE code: Coupling secular exoplanetary dynamics and photo-evaporation
针对近距行星缺乏高精度耦合轨道迁移与大气逃逸模型的问题，开发了JADE代码以模拟长期大气与动力学演化，并在GJ436 b上揭示了两者间的强烈相互作用，表明迁移可推迟蒸发从而塑造热海王星沙漠边缘。
2021-03-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
Constraints on the mass and atmospheric composition and evolution of the low-density young planet DS Tuc A b
我们在ESO-3.6m处用HARPS对4000万年前的恒星DS Tuc A进行了径向速度（RV）监测，以确定其8.14天行星的行星质量，这是TESS首次揭示的。我们还在ESO-VLT上用HARPS和ESTERO观测了两次行星凌日，以测量Rossiter-McLaughlin（RM）效应和观测行星大气。我们用XMM观测测量了宿主的高能发射，以研究大气蒸发模型。我们采用高斯过程（GP）回归来模拟高水平的恒星活动，这比预期的RV行星信号大40倍以上。我们提取的透射光谱DS Tuc A b从ESTERO数据和搜索大气元素/分子通过单线检索和执行互相关与一组理论模板。通过一组模拟，我们评估了不同的情况下，大气光蒸发的行星引起的强XUV恒星辐射。虽然恒星活动阻止了我们从RV获得行星信号的清晰检测，但我们为DS Tuc A b设定了一个稳健的质量上限14.4 M_e。我们还确认，行星系几乎（但不是完全）对齐。与文献中提出的其他研究一致，恒星活动的强烈程度阻碍了对任何大气化合物的探测。从我们的网格模型中，DS Tuc A b的预期演化表明，在光蒸发阶段之后，行星半径将落在富尔顿间隙内。已知的年轻凌日行星的可用参数与其成熟对应物的分布的比较证实，前者的特点是密度低，DS Tuc A b是密度较低的行星之一。
2021-05-03 astro-ph.EP
A High-Resolution Non-Detection of Escaping Helium In The Ultra-Hot Neptune LTT 9779b: Evidence for Weakened Evaporation
本研究通过麦哲伦望远镜的WINERED光谱仪观测超热海王星LTT 9779b的凌星，未探测到氦逃逸信号，测得其质量损失率远低于模型预测，提出富金属包层减弱蒸发的假说且可由JWST验证。
2024-01-29 astro-ph.EP
