HST observations of planetary aurorae, a unique tool to study giant magnetospheres
紫外线行星天文学是探测太阳系及以外行星环境的独特工具。但是，尽管人们对定期向国际机构提出的新一代巨型紫外线望远镜的兴趣日益浓厚，但迄今为止还没有一个被选中，使得哈勃太空望远镜（HST）成为活动中最强大的紫外线天文台。哈勃空间望远镜定期观测木星、土星和天王星系统的极光发射，导致重大发现和成就。这一丰富的遗产对进一步的统计和长期研究仍然具有很高的兴趣，但在不同的太阳或季节周期下，需要进行新的观测来比较解决悬而未决的问题。
2015-06-16 astro-ph.EP
Interaction between Winds from Weak-lined T Tauri Stars with Exoplanetary Magnetospheres
Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG/USP)（圣保罗大学天文学、地球物理学和大气科学研究所）
研究弱线T Tauri星风与类地行星磁层的相互作用，分析风压与磁层压力平衡，发现磁层压缩效应及磁层大小随恒星年龄变化的规律。
2026-04-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Structure of Planetary Period Oscillations in Saturn's Equatorial Magnetosphere: Results from the Cassini Mission
土星的磁层磁场、行星无线电发射、等离子体数量和磁层结构都被认为在接近行星内部假设的旋转周期的周期内被调制。尽管行星内部产生的磁场具有高度的轴对称性，但这些振荡很明显，并且在南北半球有不同的旋转周期。本文研究了土星赤道磁层（近）行星周期磁场振荡的空间结构。扩展以前的分析，这些现象，我们包括所有合适的数据，从整个卡西尼任务在其轨道之旅的行星，以便能够量化的振幅和相位，这些领域的振荡在整个土星的赤道面，距离30行星半径。我们研究了这些领域的振荡的结构，鉴于独立旋转的北方和南方的系统，发现空间变化的磁场和推断的电流流动的南北两个系统是共同的。随着赤道平面的覆盖范围大大扩大，在任务的最后几年，我们能够提出一个完整的调查黎明黄昏和昼夜不对称的振荡场和电流的结构。我们表明，旋转电流的一般结构比以前报道的更简单，并且相对增强的夜侧赤道磁场和电流部分是由于土星磁尾电流片的相关周期性垂直运动。
2019-10-28 astro-ph.EP physics.space-ph
Stellar Wind Driven Alfvén Wing Dynamics in Planetary and Exoplanetary Magnetospheres
Center of Excellence in Space Sciences India, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度空间科学卓越中心，印度科学教育研究所加尔各答分校）；Department of Physical Sciences, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校物理科学系）；Center for High Energy Systems and Sciences, Defence Research and Development Organization（国防研究与发展组织高能系统与科学中心）；Department of Physics, Fakir Chand College（法基尔昌德学院物理系）
通过三维磁流体模拟，研究恒星风条件如何影响阿尔文翼结构和磁层形态，发现上游阿尔文马赫数决定磁层构型，翼开角与恒星风速度相关，并揭示磁层顶与磁尾的线性标度关系。
2026-06-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
The case for studying other planetary magnetospheres and atmospheres in Heliophysics
该研究指出NASA太阳物理学部门仅聚焦地球磁层与大气的局限，提出应将研究拓展至太阳系其他行星，依托其独特环境推动空间等离子体物理基础研究，并建议设立专项资助与探测计划。
2023-08-24 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
MHD study of planetary magnetospheric response during extreme solar wind conditions: Earth and exoplanet magnetospheres applications
背景：恒星风和行星际磁场改变了行星磁层的拓扑结构。因此，直接暴露于恒星风的危险影响，例如对绕地球运行的卫星的完整性或系外行星的可居住性的影响，取决于空间天气条件。目的：这项研究的目的是分析类地磁层对各种空间天气条件和行星际日冕物质抛射的反应。计算了磁层顶间距、开闭场线边界和等离子体流向行星表面的流动。研究方法：我们使用球坐标系下的MHD程序PLUTO对恒星风的动压和温度以及行星际磁场强度和方向进行了参数化研究。所分析的参数范围从正常的空间天气条件到极端的空间天气条件，这些条件与太阳主序的当前和早期地球轨道上的日冕物质抛射相一致。此外，分析了亚阿文太阳风配置对地球和系外行星磁层的影响。结果如下：即使在超级日冕物质抛射期间，在赤道纬度的地球日侧，太阳风的直接降水也是极不可能的。另一方面，在沿着太阳主序的早期演化阶段，一旦太阳自转速率至少快了$5$倍（<4.4亿年），地球表面在日冕物质抛射期间直接暴露在太阳风中。如今，高轨道、地球同步轨道和中轨道的卫星在日冕物质抛射期间直接暴露于太阳风，因为地球日侧的部分轨道超出弓形激波的鼻部。
2022-03-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magnetic interaction of stellar coronal mass ejections with close-in exoplanets: implication on planetary mass loss and Ly-$α$ transits
本研究通过三维辐射MHD模型，模拟恒星CME不同磁场结构对热木星磁层和质量损失的影响，发现CME增加质量损失率并改变磁层形态，径向CME在磁层最压缩时产生最大Ly-$\alpha$吸收。
2024-11-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Do we need to consider electron kinetic effects to properly model a planetary magnetosphere: the case of Mercury
本文采用隐式全粒子模拟（PIC）方法研究了水星的磁层。我们使用混合模拟，其中离子是完整的粒子，电子被认为是一种流体，开始一个完整的PIC模拟，其中电子也是粒子，并遵循其分布函数。这种方法使我们能够估计由电子动力学物理引入的变化。我们发现，水星磁层的整体宏观状态的影响很小，但几个物理过程显着修改在全PIC模拟：前震区更活跃，更强烈的冲击重组，Kelvin-Helmholtz涟漪效应的夜侧磁层顶是尖锐的，和磁尾电流片变得比混合模拟预测的薄。电子物理学的最大影响，来自于粒子的相互作用过程。这两种物质，而不仅仅是电子，被发现获得更多的能量时，动力学电子过程被考虑在内。最有活力的等离子体区域位于尾部黄昏一侧，那里由于重联而形成了磁通量绳。我们发现，离子和电子重联的区域和发展的动力学不稳定性所造成的逆流电子布居的相关。由此产生的电子分布是高度非麦克斯韦，一个过程，既不是MHD或混合模型可以描述。
2022-01-19 astro-ph.EP physics.space-ph
Global Ten-Moment Multifluid Simulations of the Solar Wind Interaction with Mercury: From the Planetary Conducting Core to the Dynamic Magnetosphere
本文首次采用三维十矩多流体模型研究了水星紧耦合的大气-磁层系统。这种新的流体模型采用了非理想的效果，包括霍尔效应，惯性，张量的压力是关键的碰撞磁重联，因此，它是特别适合调查$collisionless$磁重联在水星的磁尾和行星的磁层顶。该模型能够再现所观察到的磁场矢量，场向电流，和交叉尾电流片不对称性（超越MHD方法）和模拟结果与航天器的观测结果吻合良好。我们还研究了水星的磁层响应的一个假设的极端事件与增强的太阳风动态压力，这表明的意义，感应效应产生的电磁耦合的内部。更有趣的是，等离子体团（或通量绳）在事件期间形成于水星的磁尾，表明水星磁层的高度动态性质。
2019-09-21 astro-ph.EP physics.comp-ph physics.plasm-ph
Simulations of Winds of Weak-Lined T Tauri Stars. II.: The Effects of a Tilted Magnetosphere and Planetary Interactions
基于我们以前的工作（Vidotto et al. 2009 a），我们研究了弱线金牛座T星由于自转轴和磁偶极矩矢量之间的不对准而对风和磁层结构的影响。在这种配置中，系统失去了在对准情况下呈现的轴对称性，需要完全3D方法。我们对恒星风进行了三维MHD数值模拟，并研究了不同模型参数对恒星风的影响。系统达到与恒星相同的旋转周期的周期行为。我们发现，磁场线呈现振荡模式，并通过增加失调角，风速增加。我们的风模型使我们能够研究磁化风与磁化太阳系外行星的相互作用。这样的相互作用导致重联，产生沿着行星磁场线传播的电子，并产生无线电波长的电子回旋辐射。我们发现，一颗在0.05天文单位轨道上运行的近距离类木星行星的射电功率比在木星上观测到的大5个数量级，这表明来自年轻恒星的恒星风有可能产生强烈的行星射电辐射，在不久的将来可以用LOFAR探测到。这种无线电功率根据恒星旋转的相位而变化。我们还分析了来自未对准的恒星磁层的风是否会对行星迁移造成重大影响。相比对齐的情况下，我们表明，时间尺度τ_w为一个可观的径向运动的行星是较短的较大的失准角。而在排列的情况下，对于倾斜30度的恒星磁层，τ_w约为100Myr，对于半径为0.05AU的行星，τ_w的范围约为40 - 70Myr。（节录）
2010-07-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Interactions of the magnetospheres of stars and close-in giant planets
自从十多年前首次发现太阳系外行星系统以来，已经发现了数百个。令人惊讶的是，这些系统中的许多都拥有靠近中心恒星的恒星级气体巨星，距离为0.1 AU或更小。对与行星轨道同相旋转的色球“热点”的观测，以及恒星X射线光度的提高，这意味着这些关闭-通过恒星磁场和行星之间的相互作用，磁层在这里，我们进行了第一个详细的三维磁流体动力学（MHD）模拟包含两个磁性体，并探讨这种相互作用对稳态日冕结构的后果。模拟再现了可观测到的特征：1）总X射线光度增加，2）日冕热点的出现，以及3）这些点相对于行星方向的相移。这些现象的直接原因是日冕等离子体在行星方向上的密度增加，这阻止了日冕膨胀并通过恒星风泄漏这些等离子体。模拟产生显著的低温加热。通过包括动力学效应，如行星轨道运动，模拟应能更好地再现观测到的日冕加热。
2009-09-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Atmosphere Expansion and Mass Loss of Close-Orbit Giant Exoplanets heated by Stellar XUV. II. Effects of Planetary Magnetic Field, Structuring of inner Magnetosphere
这是一系列论文中的第二篇，我们建立了一个自洽模型来模拟一个近轨道磁化的巨型系外行星，即所谓的热木星（HJ）的质量损失过程。在本文中，我们推广了第一篇论文中提出的HJ膨胀氢大气的流体动力学（HD）模型，使其包含了行星内禀磁场的影响。提出的自洽轴对称二维磁流体动力学模型包括大气气体的辐射加热和电离，基本的氢化学组成的HJ的高层大气和相关的辐射能量沉积的主要物种的适当帐户，和H3+和Lyα冷却过程。该模型还考虑到一个现实的太阳型X射线/EUV光谱的辐射能量输入的强度和柱密度分布的计算，以及引力和旋转力作用在潮汐锁定的行星-恒星系统。膨胀的大气等离子体和行星内部的磁偶极子场之间的相互作用导致了载流磁盘的形成，该磁盘对行星磁层的拓扑结构和缩放起着重要作用。我们发现并研究了磁盘行为的一个周期性特征，它由磁盘形成和磁重联以及环形等离子体团的喷射组成。我们发现，HD 209458 b类似行星的质量损失率受赤道表面场的影响很小，小于0.3 G，但在1 G的场下被抑制了一个数量级。
2017-11-13 astro-ph.EP
Planetary protection in the extreme environments of low-mass stars
最近的研究结果表明，目前在寻找类地行星的主要目标M矮星（dM）的磁场与太阳的磁场在拓扑结构和强度上都有很大的不同。特别是，环绕在dM恒星的宜居带（HZ）的行星周围的磁化环境可能与地球周围的环境有很大的不同。这些极端的磁场可以压缩行星的磁层，以至于行星大气的很大一部分可能会暴露在恒星风的侵蚀之下。利用观测到的15 dM恒星的表面磁图，我们研究了强烈的恒星磁场引起的行星磁层压缩的最小程度。我们发现，假设类地行星与类似的地球磁化（~1G）在这些恒星的HZ的内（外）边缘的轨道将提出磁层延伸到最多6.1（11.7）行星半径。为了维持地球大小的磁层，类地行星要么需要在比传统的赫兹极限更远的轨道上运行;要么，如果它在生命承载区域内运行，它将需要一个从几个G到几千个G的最小磁场。
2013-10-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Review of Mercury's Dynamic Magnetosphere: Post-MESSENGER Era and Comparative Magnetospheres
本文综述了后信使时代水星磁层的研究，并将其与其他行星磁层，特别是地球磁层的动力学进行了比较。本文首先介绍了水星，包括它的行星际环境，磁层，外逸层和导电核心。本文综述了向阳面磁层顶频繁而强烈的磁重联，即通量传输事件“簇射”，以及它们对磁层顶的磁鞘等离子体β和磁剪切角的依赖性，以及它们对通量环流和磁层-地表-外逸层耦合的贡献。其次，综述了极端太阳事件下水星磁层的研究进展，包括太阳活动对昼侧磁层的核心感应和重联侵蚀，以及夜侧磁层的响应。然后，总结了等离子体片的晨昏特性，包括离子的特性、电流片的结构和磁重联的动力学。最后一个主题回顾了水星磁层中的粒子扰动，其中包括磁层顶边界上的开尔文-亥姆霍兹波的扰动、重联产生的磁结构和交叉尾电场。在每一章中，最后一节讨论了与每个主题相关的开放性问题，这些问题可以在模拟和未来的航天器任务中考虑。最后，我们总结了未来的BepiColombo机会，这是欧空局和JAXA之间的联合任务，正在前往水星。
2021-12-06 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Magnetospheres of hot Jupiters: hydrodynamic models & ultraviolet absorption
我们提出了恒星风磁层相互作用的流体动力学模拟热彗星，如WASP-12 b。对于基准恒星风率，我们发现几个G的行星磁场产生一个大的磁层空腔，其大小通常为6-9个行星半径。弓形激波总是在磁层前方形成，但激波前的气体只有轻微的超音速（典型的马赫数为$\simeq$ 1.6-1.8），因此激波很弱。这导致了紫外光曲线中的特征信号：一个宽吸收特征，在轨道相位中导致10-20%的光学过境。我们的合成光变曲线的形状与WASP-12 b的现有观测结果一致，但只有在冲击气体快速冷却的情况下才能实现所需的近紫外光学深度（$τ\sim 0.1$）。我们进一步表明，辐射冷却是低效的，所以我们认为这是不可能的磁层弓形激波是负责所观察到的近紫外吸收。最后，我们将我们的模型应用于另外两个经过充分研究的热彗星（WASP-18 b和HD209458 b），并建议对更大质量的短周期行星（如WASP-18 b）的紫外线观测将提供一个简单的测试来区分不同的环行吸收模型。
2015-12-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Turbulence in the Magnetospheres of the Outer Planets
外行星的磁层在与太阳风或星际介质相比性质不同的环境中表现出湍流现象。关键的区别是磁层的物理边界所限制的有限大小，强行星背景磁场的存在和磁层内空间非常不均匀的等离子体特性。典型的湍流波动具有比背景场小得多的振幅，并以阿尔文时间为特征，阿尔文时间可以小于非线性相互作用时间尺度。因此，外行星的磁层是等离子体湍流的有趣实验室。在木星和土星的磁层中，由于几个航天器，特别是伽利略和卡西尼轨道飞行器的现场测量，湍流已经得到了很好的建立。相比之下，由于缺乏足够的数据，天王星和海王星的磁层波动的了解很少。外行星磁层中的湍流对整个系统有重要影响。湍流涨落通过波粒相互作用的耗散是一个重要的热源，它可以解释大的磁层等离子体温度。
2021-04-24 astro-ph.EP physics.space-ph
MESSENGER observations of planetary ion enhancements at Mercury's northern magnetospheric cusp during Flux Transfer Event Showers
在水星上，有几个过程可以从行星表面释放出离子和中性物质。在这里，我们提出了增强的昼侧行星离子在太阳风进入层通量转移事件（FTE）的“阵雨”附近的水星的北磁层尖。FTE簇射对应于水星磁层强烈磁层顶重联的间隔，在磁层尖点赤道方向形成太阳风进入层。在这个进入层中，太阳风离子被加速并向下（即行星）移动到尖点，尖点在1分钟内溅射出向上移动的行星离子。在FTE阵雨期间，降水率提高了一个数量级，由于这种FTE驱动的溅射，外逸层的中性密度可以变化>10%。这些在入口层中增强的行星离子的原位观测可能对应于水星行星离子的逃逸通道，以及地球观测站在分钟时间尺度上观察到的外逸层的大规模变化。BepiColombo未来进行的全面多点测量将大大提高我们对水星动态外逸层和磁层过程的理解。
2022-01-11 astro-ph.EP physics.space-ph
Winds and magnetospheres of stars and planets: similarities and differences
恒星和行星都可以通过膨胀的风外流损失质量，通常受到形成周围磁层的磁场的限制或引导。大质量恒星的强风被认为是由恒星辐射动量的线散射驱动的，而在太阳和甚至更低质量的恒星中，机械加热的日冕的热膨胀产生的质量损失要小得多。在这些低质量恒星周围的系外行星中，辐射加热和风的相互作用会导致大气层的热膨胀或机械烧蚀。恒星的磁层是由恒星内部的外流风形成的，而行星的磁层则是由恒星风的外部影响形成的。但在这两种情况下，应力都可以驱动磁重联，导致可观察到的特征，如X射线耀斑和无线电爆发。这篇评论的目的是概述这些过程的基本物理学，重点是它们在恒星与行星之间的相似性和区别。
2022-10-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effects of M dwarf magnetic fields on potentially habitable planets
我们研究了M矮星的磁场对类地行星的影响。这些磁场可以减少行星磁层的大小，以至于行星大气的很大一部分可能会受到恒星风的侵蚀。我们使用了15颗活跃的dM恒星的样本，重建了这些恒星的表面磁场图，以确定行星轨道上的磁压，从而确定其磁层的最大尺寸，这只会通过考虑恒星风而减少。我们的方法提供了一种快速的手段来评估哪些行星最受恒星磁场的影响。我们发现，假设类地行星与类似的地球磁化（1G）轨道的内部（外部）边缘的宜居带的这些恒星将目前的磁层延伸到最多6（11.7）行星半径。为了维持地球大小的磁层，除了少数情况外，类地行星要么（1）需要在比宜居带的传统界限远得多的轨道上运行;要么（2）如果它在宜居带内运行，它至少需要一个磁场，从几个G到几千个G不等。通过假设更适合年轻地球（3.4光年前）的磁层尺寸，所需的行星磁场要弱一个数量级。然而，在这种情况下，行星的极冠面积是两倍大，这是不受行星间空间粒子运输的保护。当恒星变老，自转速率和磁场降低，行星际磁压降低，行星的磁层可能扩大。使用经验得出的旋转活动/磁性关系，.（续）
2013-06-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Candidates for detecting exoplanetary radio emissions generated by magnetosphere-ionosphere coupling
在本文中，我们认为磁层-电离层（M-I）耦合在类地外行星与内部等离子体源，如火山卫星，我们已经确定了最佳候选人检测这些无线电发射估计的最大光谱通量密度预计从行星绕恒星在25秒差距内使用的数据在NASA/IPAC/NExScI恒星和系外行星数据库（NStED）。我们总共确定了91个潜在的目标，其中40个已经是主行星，51个具有100倍于太阳值的恒星X射线光度。一般来说，我们发现，更强的行星场强度，结合更快的旋转速率，更高的恒星XUV光度，以及更低的恒星风动压，导致更高的无线电功率。每个类别的前两个目标是$ε$ Eri和HIP 85523，以及CPD-28 332和FF And。
2012-09-06 astro-ph.EP physics.space-ph
Mass, energy, and momentum capture from stellar winds by magnetized and unmagnetized planets: implications for atmospheric erosion and habitability
磁层保护其行星大气免受恒星风烧蚀的程度取决于它在多大程度上阻止了与大气的能量和动量交换，以及它在多大程度上捕获了逃逸的等离子体。我们专注于前者，并提供了一个形式主义估计近似上限的质量，能量和动量捕获，并用它们来约束损失率。我们的方法量化的本地偏转传入的等离子体的行星磁场和增加太阳风质量捕获由这个磁层时，风和行星场发生磁重联的面积之间的竞争。磁化行星的太阳风捕获量可能比电离层小的非磁化行星大，即使能量传输的速率更低。我们发现，自月球形成撞击以来，地球历史上一直是这种情况-地球发电机可能开始。在磁极附近聚焦入射的带电粒子可以增加足够强的行星场和足够弱的风的局部能量通量，我们发现这可能是地球未来的情况。未来地球磁场的保护作用将取决于它捕获向外释放的等离子体的能力。这种收集面积增加和磁层流入速度降低之间的竞争可能对于确定行星场的净保护作用及其在维持可居住性方面的重要性至关重要，并且可以帮助解释火星，金星和地球目前的离子损失率。
2018-10-06 astro-ph.EP physics.geo-ph physics.space-ph
Stellar Magnetic Fields as a Heating Source for Extrasolar Giant Planets
据观察，位于其宿主恒星0.08天文单位范围内的热彗星通常显示出超过模型预期的半径。对这一现象提出了许多理论解释，但任何一种机制都有能力解释所有的观测结果，这还有待严格证明。我确定一个额外的加热机制，所产生的行星际磁场和行星磁层的相互作用，并表明这是能够提供足够的能量来解释所观察到的行星半径。这样一个模型预测，加热的程度应该取决于恒星的磁场，而恒星的活动则是其代表。因此，我从开普勒数据库中检查了热彗星的种群，并确认恒星活动（使用开普勒CDPP水平确定）与行星半径膨胀超过R = 0.87 RJ的基础水平的存在相关。我建议，从磁层到行星内部的能量转移的主要机制是焦耳加热所产生的全球电路类似于那些在太阳系对象。
2013-02-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Detectability of Radio Auroral Emission from Proxima B
磁性活跃的恒星拥有恒星风，其与行星磁场的相互作用产生无线电极光发射。我们研究的无线电极光发射的可探测性比邻星b，最近的已知太阳系外行星绕着我们最近的邻居恒星，比邻星。使用辐射波德定律，我们估计产生的无线电通量的相互作用的比邻星半人马座的恒星风和比邻星b的磁层不同的行星磁场强度。对于可能的行星质量，Proxima b产生6-83 mJy的极光无线电通量，频率为0.3-0.8 MHz，行星磁场强度为1-3 B $_{\oplus}$。根据最近的磁流体动力学模型，改变系统的轨道参数，预计这种排放是高度可变的。这种变化是由于Proxima b的磁层大小的大幅波动，因为它穿过密集恒星风和高动态压力的赤道流光区域。使用Garraffo等人的MHD模型。2016在轨道期间磁层半径的变化，我们估计观测到的无线电通量在Proxima b的11.2天周期内几乎可以变化一个数量级。详细的振幅变化取决于恒星风、轨道和行星磁场参数。我们讨论了观测战略，建议未来的天基天文台达到电离层截止频率（$\sim 10$ MHz）以下，将需要检测我们调查的信号。
2017-06-29 astro-ph.EP
T.I.P.O. (Tesla Interferometric Planetary Observer)
近年来，空间科学界对火星飞行任务、太阳系外行星搜索和多卫星飞行任务的兴趣不断增加。提交的T.I.P.O.飞行任务是一项研究方案建议，专门通过空间干涉测量方法研究太阳和太阳外行星大气层和磁层中产生的无线电发射。
2009-02-23 astro-ph.EP
Magnetic shielding of exomoons beyond the circumplanetary habitable edge
由于在恒星宜居带（HZ）中发现的大多数行星和行星候选者都是超级地球和气体巨星，而不是类地行星，我们自然想知道它们的卫星是否适合居住。第一次探测到这样的系外卫星现在已经变得可行，由于观测偏差，它的质量至少是火星的两倍。但是形成模型预测卫星很难像地球一样大。因此，一颗巨大行星的磁层可能是这样一颗卫星被宇宙和恒星高能辐射屏蔽的唯一可能性。然而，行星辐射带也可能对系外卫星的可居住性产生不利影响。在这里，我们综合模型的巨行星的磁环境的演变与阈值从失控的温室效应（RG）来评估的可居住性的系外卫星。对于适度的偏心率，我们发现，在K矮星周围的HZ中心的海王星大小的行星周围的卫星要么处于RG状态，不适合居住，要么它们将在宽轨道上，它们不会受到行星磁层的影响。类似土星的行星有更强的磁场，而类似木星的行星在形成后不久就可以覆盖住附近的可居住卫星。从照明和潮汐加热的角度来看，距离巨行星约5到20个行星半径的卫星可以居住，但行星磁层仍然会严重影响它们的可居住性。
2013-09-03 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
Unravelling sub-stellar magnetospheres
本研究提出利用相干无线电爆发反演超冷矮星视角与大尺度磁场结构的层析成像方法，并应用于J0623，揭示其极视、磁轴与自转轴显著错配及可能的长周期磁活动。
2024-10-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar winds and planetary atmospheres
恒星风与行星的磁层和大气层之间的相互作用涉及许多过程，包括粒子的加速，上层大气的加热以及各种各样的大气损失过程。恒星风会带走恒星的角动量，导致旋转减速和磁场活动衰减，从而保护大气层免受侵蚀。虽然风的相互作用受到恒星的X射线和紫外线活动以及大气的化学成分的强烈影响，但行星磁场的作用尚不清楚。在这一章中，我回顾了我们对恒星活动和风的性质和演化的认识，并讨论了这些过程对行星大气长期演化的影响。我不认为大量的重要过程发生在行星表面，导致大气层和行星内部之间的交换。
2021-05-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Post-main-sequence planetary system evolution
行星系的命运提供了对它们形成的不容置疑的见解，并代表了丰富的跨学科动力学实验室。对后主序星行星系的观测越来越多，这就需要一个补充性的理论审查。在这里，我回顾了不同的动力学过程，影响行星，小行星，彗星和卵石作为其母星演变成巨分支，白矮星和中子星。该参考文献为当前已知系统和即将发现的解释和建模提供了基础。
2016-01-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exploration of the Ice Giant Systems: A White Paper for NASA's Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023-2032
冰巨星是太阳系中唯一未被探索的行星。我们目前对这些系统的了解，挑战了我们对行星、环、卫星和磁层如何形成和演化的理解。我们断言，在2023-2032年的十年里，一个带有大气探测器的冰巨人旗舰任务应该是一个优先事项。
2020-07-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
A physical model for the magnetosphere of Uranus at solstice time
天王星是太阳系中唯一一颗自转轴和轨道面几乎平行的行星。天王星也是自转轴与其磁偶极子方向（大致为$59^\circ$）之间夹角最大的行星。因此，它的磁层尾部的形状和结构与任何季节的所有其他行星都非常不同。我们提出了一个磁流体动力学模型，在冬至时的天王星磁尾。该模型的主要结论之一是，所有形成延伸磁尾的磁场线，从它们出现在行星表面的时间到它们在行星下游被拉伸和扭曲几次后的晚期演化时间，都遵循相同的定性演化。在行星框架中，这些磁力线在磁性表面上移动，这些表面缠绕形成一个龙卷风状的漩涡，在行星上有两个脚点（每个磁半球一个）。涡旋的中心（龙卷风的眼）是一个简单的双螺旋，其螺距（沿对称轴$z$）为$λ=τ[v_z+B_z/(μ_0ρ)^{1/2}],$，其中$τ$是行星的旋转周期，$μ_0$是真空的渗透率，$ρ$是质量密度，$v_z$是流体速度，$B_z$是磁场，其中所有量都必须在涡旋中心局部计算。总而言之，在行星坐标系中，扩展的天王星磁尾的典型磁场的运动是一种涡旋运动，它渐近地收敛于单个双螺旋线，而不管该线在行星表面的出现点。
2020-10-12 astro-ph.EP
How to create an artificial magnetosphere for Mars
如果人类真的要考虑对火星进行实质性的长期殖民，所需的资源将是巨大的。为了在火星上建立长期的人类存在，需要认真考虑地球化。这种地球化的一个主要要求是有行星磁场的保护，这是火星目前没有的。在这篇文章中，我们首次全面探讨了影响创建能够包围火星的人造磁场可行性的实际和工程挑战。这包括定义设计的关注点、磁场发生器的位置以及可能的构造策略。这里的基本原理并不是证明行星磁层的必要性，而是将数字放在实际情况上，以便能够权衡不同工程方法的利弊。提出的最佳解决方案是完全新颖的，虽然灵感来自自然情况和聚变等离子体技术。功率、组装和质量最低的解决方案是制造一个人造带电粒子环（类似于“辐射带”的形式），围绕行星可能是由火星的一个卫星喷射物质形成的（类似于形成木卫一-木星等离子体环的方式），但使用电磁波和等离子体波驱动环中的净电流，导致整体磁场。随着太空探索新时代的到来，现在是开始思考这些新的大胆的未来概念并开始填补战略知识空白的时候了。此外，这里探讨的原则也适用于载人航天器、空间站或月球基地等较小规模的物体，这些物体将受益于保护性微型磁层的建立。
2021-11-12 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.pop-ph
On the protection of extrasolar Earth-like planets around K/M stars against galactic cosmic rays
先前的研究表明，在M星周围的宜居带附近的太阳系外类地行星对银河系宇宙射线（GCR）的保护很弱，导致到行星大气顶部的粒子通量大大增加。这种系外行星的弱屏蔽主要有两个影响：（a）对于一个近距离行星，潮汐锁定会大大减少行星的磁矩。因此，这样一颗靠近太阳系的系外行星不受扩展的磁层的保护。(b)这颗行星的轨道距离很小，使它暴露在比轨道距离更大的恒星风密度更大的恒星风中。这种密集的恒星风导致磁层的额外压缩，这可以进一步降低对GCR的屏蔽效率。本文分析和比较了（a）和（b）的影响，表明星风随轨道距离的变化对宇宙线屏蔽的影响很小。相反，M星行星的弱屏蔽可以归因于它们的小磁矩。进一步分析了行星质量和成分对行星磁矩的影响，从而修正了宇宙线屏蔽效率。我们表明，更大质量的行星不一定更好地保护免受银河系宇宙射线，但行星的整体组成可以发挥重要作用。
2009-02-05 astro-ph.EP
Galactic cosmic rays on extrasolar Earth-like planets I. Cosmic ray flux
理论上的争论表明，接近地球的系外行星可能有微弱的磁场，特别是在行星质量比地球（超级地球）大的情况下。然而，行星磁场构成了保护行星免受宇宙射线粒子影响的屏蔽层之一。特别是，弱磁场导致高通量的银河宇宙射线延伸到行星大气的顶部。我们希望量化银河系宇宙射线到系外行星大气的通量，作为粒子能量和行星磁矩的函数。我们数值分析了银河宇宙线粒子通过行星磁层的传播。我们评估了磁层屏蔽效率作为粒子能量的函数（在16 MeV $\le$ E $\le$ 524 GeV的范围内）和作为行星磁场强度的函数（在0 ${M}_\oplus$ $\le$ {M} $\le$ 10 ${M}_\oplus$的范围内）。结合行星磁层外的通量，这给出了作为行星磁矩函数的行星大气顶部的宇宙射线能谱。我们发现，在没有保护磁场的情况下，到行星大气的粒子通量可以增加三个数量级以上。对于弱磁化行星（${M}=0.05\,{M}_{\oplus}$），只有能量低于512 MeV的粒子至少部分被屏蔽。对于一颗磁矩与地球相似的行星，这个极限增加到32 GeV，而对于一颗强磁化行星（$M=10.0\,{M}_{\oplus}$），部分屏蔽延伸到200 GeV。我们发现磁屏蔽强烈地控制着到达行星大气的宇宙射线粒子的数量。这种增加的粒子通量的影响将在一篇配套文章中讨论。
2015-09-02 astro-ph.EP
The Space Environment and Atmospheric Joule Heating of the Habitable Zone Exoplanet TOI700-d
本文利用一套恒星日冕和恒星风、行星磁层和行星电离层的数值模型，研究了地球大小的行星TOI~700~d附近的空间环境条件。我们使用缩小的恒星输入和放大的太阳输入来驱动我们的模拟，以获得两个独立的解决方案。我们发现，对于我们研究中使用的特定参数，行星附近的恒星风条件不是很极端--就恒星风冲压压力和行星际磁场强度而言，略强于地球附近。因此，假设行星与地球相似，TOI 700-d附近的空间环境对行星大气可能不会造成极大的危害。然而，我们强调，恒星输入参数和实际的行星参数是不受约束的，不同的参数可能会导致更大的影响TOI 700-d的大气。最后，我们将我们的结果与太阳系中的太阳风测量结果进行了比较，并强调适度的恒星风条件可能无法保证系外行星的大气滞留。
2020-05-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Stellar Magnetic Storm Induced Magnetospheric Polarity Reversals: Distinguishing between Unmagnetised and Magnetised Exoplanets
本文通过三维磁流体动力学模拟研究恒星日冕物质抛射对类地行星的影响，发现大气质量损失率依赖磁场相对取向，并提出恒星CME引起的磁层极性反转可作为区分无磁性与磁化系外行星的新判据。
2025-06-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar Winds Drive Strong Variations in Exoplanet Evaporative Outflows and Transit Absorption Signatures
恒星风和光子辐射与行星的相互作用可能导致大气层枯竭，这可能对行星的可居住性产生潜在的灾难性影响。虽然已经在一定程度上研究了光蒸发对大气侵蚀的影响，但关于恒星风对大气损失的影响的研究仍处于起步阶段。在这里，我们使用三维磁流体动力学模拟模拟恒星风对磁层和外流的一个假设的行星，建模有一个富氢蒸发信封与预定义的质量损失率，轨道在接近低质量M矮星的宜居带。我们以TRAPPIST-1系统为原型，模拟的行星位于TRAPPIST-1 e的轨道上。我们发现，大气外流被拖动和加速后，与风的相互作用，导致在不同范围的行星磁层形态和等离子体分布的当地恒星风条件的变化。我们认为潜在的氢莱曼α（Lya）观测的行星大气过境期间的风外流相互作用的影响。Lya观测特征强烈依赖于观测时的当地风况，并且可能在短至一小时的时间尺度上发生相当大的变化。我们的研究结果表明，观测到的系外行星Lya过境签名的变化可以解释风外流的相互作用。
2020-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Magnetic field and wind of Kappa Ceti: towards the planetary habitability of the young Sun when life arose on Earth
我们报告的磁场测量卡帕1 ~Cet，年轻的太阳时，地球上的生命出现的代理。我们进行了分析的磁性测定的偏振光谱观测和重建其大尺度表面磁场的磁环境，恒星风和粒子通量通过行星际介质周围的卡帕1 ~Cet。我们的结果表明，磁层更近，质量损失率为Mdot = 9.7 x 10^{-13} Msol/yr，即，比目前的太阳风质量损失率大50倍，导致恒星风和假设的地球-地球类似物之间通过空间天气扰动产生更大的相互作用，可能影响行星的可居住性。年轻的太阳风与行星古老的磁场的相互作用可能影响了年轻的地球及其生活条件
2016-03-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Resistive MHD Simulations of Stellar Wind-Magnetosphere Coupling in TRAPPIST-1e
Escuela Nacional de Estudios Superiores (ENES) Unidad Morelia, Universidad Nacional Autónoma de México（国立自治大学高级研究国家学院莫雷利亚分部）；Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（国立自治大学核科学研究所）
通过三维电阻性磁流体动力学模拟，研究了TRAPPIST-1e磁层与恒星风在不同磁扩散率下的耦合，发现磁扩散率增大会拓宽耦合层并改变能量转换区域分布，同时估算的射电功率代理随扩散率增加而增大，但数值扩散率过高使得结果仅作为敏感性研究，且行星磁场强度下的最大回旋频率低于地面观测窗口，需空间观测。
2026-03-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Multi-spectral simultaneous diagnosis of Saturns aurorae throughout a planetary rotation
从2009年1月27日至28日，卡西尼号航天器在无线电，紫外线和红外线波长上远程获取了土星南部极光的综合观测，同时监测高能中性原子在中磁层的离子注入。同时进行的测量包括对整个行星自转进行采样，这是一个相关的时间尺度，用于调查磁层内部过程驱动的极光发射。此外，这段时间恰好与磁尾的一次类似亚暴的强烈事件相吻合，这导致了磁层和极光活动的总体黎明增强。我们比较分析这套独特的测量，以达到一个全面的看法，在调查的时间尺度上的克朗极光过程。我们确定了大气极光的三个来源区域，包括与大部分土星公里辐射（SKR）相关的主要椭圆形，以及极地和赤道排放。这些观测结果揭示了与主极光椭圆相关的发射的共转和亚共转动力学的共存。准确地说，我们表明，大气主椭圆主机短暂的子共转孤立的功能，连同一个明亮的，纵向延伸，共转区域锁定在南部SKR阶段。我们分配susbtorm的事件，以定期的，内部驱动的，夜侧离子注入可能是由等离子体喷射。我们还调查了总的极光能量预算，从输入到大气的功率，其特征在于沉淀电子高达20千电子伏，通过各种辐射过程的耗散。最后，通过模拟，我们确认了SKR旋转调制的探照灯性质，我们表明SKR弧与孤立的极光点。在未决问题的框架内讨论了由此产生的调查结果。
2013-07-17 astro-ph.EP
Inhibition of the electron cyclotron maser instability in the dense magnetosphere of a hot Jupiter
热木星（HJ）型系外行星预计将通过电子回旋脉泽不稳定性（ECMI）产生MHz范围内的强无线电发射。迄今为止，没有进行过可重复的检测。为了解释没有观测结果，我们进行3D自适应混乱细化（AMR）磁流体动力学（MHD）模拟的太阳型恒星和HJ之间的磁相互作用使用公开可用的代码PLUTO。结果被用来计算效率的ECMI在生产可检测的无线电发射从行星磁层。我们还计算了ECMI发射的频率，提供了一个上限和下限，将其放置在由于地球的电离层截止$\sim 10 \ \mathrm{MHz}$的可探测性的极限。还确定了可用于ECMI的入射动能和磁功率，并计算了观测者在$10 \ \mathrm{pc}$处的$0.069 \ \mathrm{mJy}$通量。磁层的特点也进行了分析的弓冲击，形成的上游的行星。这种激波对应于碰撞风系的薄壳模型。结果与碰撞的风系统一致。模拟结果表明，由于行星吸收了主星的紫外辐射，其大气层的膨胀完全抑制了ECMI过程。密度，速度，温度和行星风的磁场被发现，导致在磁层的等离子体频率被提高以上，由于ECMI过程使行星在无线电MHz频率检测不到。
2018-06-21 astro-ph.EP
Stellar wind-magnetosphere interaction at exoplanets: computations of auroral radio powers
我们目前的极光无线电功率的计算，预计从外行星的磁层驱动的地球一样的磁层与太阳风的相互作用。具体来说，我们计算的双细胞涡旋电离层流量，电流，并产生的无线电功率从Dungey周期过程驱动的昼侧和夜侧磁重联，作为行星轨道距离和磁场强度的函数。我们包括饱和的磁层对流，在地球磁层观察到的，我们提出幂律近似的对流电位，无线电功率和频谱通量密度。我们特别考虑了一个太阳能时代的系统和一个年轻的（1 Gyr）系统。我们发现，无线电功率的增加与磁场强度磁层饱和对流势，并广泛减少与轨道距离的增加。我们表明，在热的磁层对流将饱和，从而无法消散全部可用的入射坡印亭通量，这样的磁辐射波德定律（RBL）提出了一个很大的高估的无线电功率热的磁层对流。对于磁场强度为0.1-10 $B_J$的类太阳恒星，我们对热彗星的射电功率为$\sim$ 5-1300 TW，而我们发现，对于围绕年轻类太阳恒星的热彗星，竞争效应产生基本相同的功率。然而，特别是对于具有较弱磁场的行星，我们的功率在较大的轨道距离上高于RBL给出的功率，并且有许多行星的配置预计可以使用SKA检测。
2016-06-13 astro-ph.EP
Radio Emissions from Substellar Companions of Evolved Cool Stars
现在已经报道了一些进化成冷恒星的亚恒星伴星。冷巨星在许多方面与它们的祖先主序列（MS）低质量恒星不同。首先，冷巨星的质量损失率比晚型MS星大几个数量级。第二，在林斯基-海施“分界线”的冷侧，K和M巨星不是X射线源，尽管它们确实显示出色球层的证据。因此，对于这些光谱型来说，冷星风基本上是中性的，这表明行星或褐矮星的磁层将无法有效地阻挡星风。在这种情况下，人们期望在伴星的磁层深处形成弓形激波形态。我们探索无线电发射从亚恒星的同伴与电离风或中性风的巨星。
2009-11-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ejection of material --"Jurads" -- from post main sequence planetary systems
我们表明，小行星物质对白矮星的污染率意味着伴随的物质喷射率，这对星际小天体的数量有很大的贡献。我们还注意到，在主序后演化过程中的辐射意味着大部分喷出的物质可能会失去挥发物，为最近发现的星际物体Oumuamua的奇怪特性提供了理论基础。
2017-12-19 astro-ph.EP
Association of a planetary tidal effect with the time variation of the ~13.5 day component of geomagnetic activity
我们发现，有一个以前没有报道的四年变化在~13.5天的分量的aa指数的地磁活动。我们推导出一个模型的基础上，在太阳表面的行星潮汐效应，由于水星和木星，当结合磁层的春分响应，预测发生的时间主要是四年一次的变化或主要是半年一次的变化在~13.5天的AA指数的组成部分。在支持的模式，我们表明，在四年变化的aa指数的~13.5天的分量是占主导地位的有一个大的组成部分，在88天的水星周期的太阳风速度的~13.5天的分量。作为模型的进一步支持，我们建立了显着的峰值在aa指数光谱是由于88天的调制27天的太阳活动周期。该模型还预测了行星潮汐效应最大发生在反相与太阳活动周期最大值在1970年左右，我们表明这是一致的，在1975年太阳活动周期最小值比在下面的太阳活动周期最大值更高的太阳能排放量与以前的观测。这种效应为1970年前后和道尔顿极小期期间太阳活动周期极大值的减少提供了一个可能的解释。
2014-01-13 astro-ph.EP physics.space-ph
Seasonal structures in Saturn's dusty Roche Division correspond to periodicities of the planet's magnetosphere
我们确定了多个周期性的尘埃结构在土星的罗氏司，一个微弱的区域跨越之间的A和F环的$\sim3000$公里。这些特征的位置和程度在卡西尼号的土星系统之旅中有所不同，在2006年和2016-2017年可见，但在2012-2014年不可见。这些变化可以与土星磁层周期的变化相关联。在2006年和2016-2017年，其中一个漂移的磁层周期将在罗氏分部内产生3：4的共振，但在2012-2014年，随着磁层周期的收敛，这些共振将移动到A环。一个简单的磁扰动模型表明，造成这些结构的磁场振荡的振幅只有几个纳特斯拉，与卡西尼号上的磁力计测量的行星周期振荡的磁场振荡振幅相当。然而，一些以前未被注意到的特征在更高的半径有预期的模式速度比磁层周期慢得多。这些结构可能反映了尘埃环内共振扰动的意外长距离传播。
2019-04-16 astro-ph.EP
Exoplanet Radio Transits as a Probe for Exoplanetary Magnetic Fields -- Time-dependent MHD Simulations
我们进行了一系列随时间变化的磁流体动力学模拟的HD 189733恒星行星系统，以预测无线电过境调制由于恒星风和行星磁场之间的相互作用。该模拟结合了恒星日冕和风的模型，以及以完全动态的、随时间变化的方式绕恒星运行的系外行星。我们的模拟生成合成无线电图像，使我们能够获得不同频率的合成无线电光变曲线。我们在射电光变曲线中找到了行星运动的明显证据。此外，我们发现特定的光变曲线中的重复功能，这是由于在过境期间在恒星前面的行星磁层的通道。更重要的是，我们发现一个明确的依赖于行星磁场的强度，这些光变曲线功能的大小和相位。我们的工作表明，如果可以观测到无线电凌日，它们确实可以提供有关凌日系外行星磁场强度的信息。未来的工作参数化这些光变曲线的功能和它们对行星磁场强度的依赖将提供工具来搜索这些功能的无线电观测数据集。由于我们的研究只考虑来自主星的热射电辐射，因此需要非常灵敏的射电干涉仪来探测这类行星凌日。
2022-08-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for post-nebula volatilisation in an exo-planetary body
在行星形成过程中挥发性元素的损失和增加是决定其随后的气候、地球动力学和可居住性的关键。挥发性元素在行星构造块中的进出有两种广泛的机制：一种发生在星云仍然存在的时候，另一种发生在星云消散之后。在火星、月球和许多太阳系的小天体中，发现了在太阳星云消散后行星体中挥发性元素损失的证据。这种挥发性损失预计会发生在天体被行星碰撞和短寿命放射性核素加热时，并在其历史早期进入全球岩浆海洋阶段。系外行星天体的整体组成可以通过观察吸积行星物质的白矮星来确定。测量了四个受污染的白矮星系统中吸积物质Na、Mn和Mg的丰度。虽然三个白矮星系统的Mn/Na丰度与星云凝聚期间预期的分馏一致，但GD 362的高Mn/Na丰度比意味着它不是（>3 sigma）。我们发现，加热的行星系围绕GD 362恒星的巨分支演化过程中是不足以产生这样一个高的Mn/Na。因此，我们提出，挥发性损失发生的方式类似于太阳系机构，无论是由于其形成后不久的影响，或从短寿命的放射性核素加热。我们提出了潜在的证据，岩浆海洋阶段的外行星体，目前污染的大气GD 362。
2021-02-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
White dwarf magnetospheres: Shielding volatile content of icy objects and implications for volatile pollution scarcity
本研究提出白矮星磁层可屏蔽冰体挥发性物质，解释挥发性污染稀缺现象，并发现磁场强度、自转周期与污染物成分的相关性。
2024-05-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Theoretical models of planetary system formation. II. Post-formation evolution
我们通过计算合成系统从气体盘的清除到动力学演化阶段的长期演化，扩展了行星形成合成的结果。我们使用辛积分器SyMBA数值积分的行星轨道为100 Ma，人口从以前的研究作为初始条件。我们表明，在人口研究，质量和半长轴分布的经验只有微小的变化，从后形成的演变。我们还表明，根据其初始分布，行星的偏心率可以统计增加或减少的结果，引力相互作用。我们发现，行星质量和轨道间距提供的行星形成模型不会导致偏心率分布相比，观察到的系外行星偏心率，需要其他现象，如恒星飞掠占观察到的偏心率。
2015-02-15 astro-ph.EP
Planetary Magnetic Field Control of Ion Escape from Weakly Magnetized Planets
内禀磁场一直被认为可以保护行星免受恒星风的大气侵蚀;然而，等离子体环境对大气逃逸的影响是复杂的。在这里，我们研究了一个弱的内在偶极行星磁场的等离子体环境和随后的离子逃逸从火星大小的行星在全球三维混合模拟的影响。我们发现，增加行星的磁场的强度增强离子逃逸，直到磁偶极子的对峙距离达到感生磁层边界。在这一点之后，增加行星磁场开始抑制离子逃逸。这反映了南半球对“未对准”离子拾取力的屏蔽和赤道等离子体散射对逃逸离子的捕获之间的平衡。因此，与峰值离子逃逸率相关的行星磁场严重依赖于恒星风压。在可能的情况下，我们有适合的基本参数（逃逸率，逃逸功率，极帽张开角和有效的相互作用面积）与磁场的变化规律，并评估的上限和下限的关系。
2019-07-05 astro-ph.EP
Magnetic Field and Plasma Asymmetries Between the Martian Quasi-Perpendicular and Quasi-Parallel Magnetosheaths
Boston University（波士顿大学）
本研究利用MAVEN数据揭示火星磁层鞘中磁场和等离子体的不对称性，发现其受冲击几何和行星离子共同影响。
2025-09-08 astro-ph.EP physics.space-ph
The post-main-sequence fate of the HR 8799 planetary system
值得注意的四颗行星HR 8799系统在引力不稳定的边缘摇摇欲坠，包含一颗A型宿主恒星，这是大多数已知白矮星行星系宿主的祖先的特征。Gozdziewski和Migaszewski（2020）已经证明，如果行星在外部无扰动的8：4：2：1平均运动共振配置中演化，系统可以沿着主序保留所有四颗行星至少1 Gyr。在这里，我们向前传播他们最稳定的配合超出了主要的序列，并纳入银河系潮汐和恒星飞掠的外部影响。我们发现：（i）巨大的分支质量损失总是打破共振，通常会引发两个行星的弹射，（ii）恒星飞越和银河潮汐很少打破主序星和巨大的分支阶段的共振，但在确定最终的白矮星宿主恒星周围的最终行星配置中起着至关重要的作用，（iii）幸存行星的曲折变化显着，占据了从不到1 AU到数千AU的区域。至少有一颗行星无处不在的生存和系统中碎片盘的存在应该允许白矮星被金属污染的动力学路径。
2021-05-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
The impact of tidal locking on Earth-like planetary dynamos
Dipartimento di Fisica, Sapienza, Università di Roma（罗马大学物理系）
本研究探究潮汐锁定对M型矮星宜居带类地行星发电机与磁层的影响，发现潮汐锁定会严重削弱行星磁场，中晚期M型矮星的潮汐锁定与强恒星风会彻底摧毁行星磁屏蔽。
2026-08-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
