論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1811.09276
McCann et al. (2018)
Morphology of Hydrodynamic Winds: A Study of Planetary Winds in Stellar Environments
(流体力学的風の形態学：恒星環境における惑星風の研究)

概要

強力な電離放射にさらされた近接ガス惑星は，大気の流体力学的散逸を起こす．これは，大気の上層部分を惑星間空間に放出して失う現象である．トランジットする惑星から散逸するガスは紫外線で検出されており，この枠組みを裏付ける証拠である．

惑星からの流出大気は，恒星風との相互作用と惑星の軌道運動によって形作られる．これらの影響を Athena を用いて三次元輻射流体力学シミュレーションを行い，潮汐固定された惑星の水素大気が大量の電離極端紫外線フラックスを受けた場合の変化を調べた．

異なる恒星環境のもとで，低磁場の状態．惑星のアウトフローへの軌道と恒星風の影響を段階的に探ることにより，構造的に異なる 3 つの恒星風のレジームを発見した．それぞれ，弱い場合，中間的な場合，強い場合である．
さらにライマン α 線の模擬観測を行い，それぞれのレジームの独特の観測的特徴を発見した．

弱い恒星風の場合は，惑星からのアウトフローを恒星風によって形作ることができず，流出した大気は恒星の周りにトーラス状の構造を形成する．この場合の観測的特徴として，惑星がトランジットを起こす前の赤方偏移した昼側のアームと，トランジット最中のやや赤い側に傾いたスペクトルが見られることが予想される．

中間的な恒星風レジームでは，惑星昼側からのアウトフローは惑星から離れたところで切り取られ，断続的なアウトフローの断絶が発生する．これは二重トランジットを模したような観測的特徴を生成する．これらの減光のうち最初に発生するものはスペクトルが青方偏移しており，可視光のトランジットに先立って発生することが予想される．

最後に，強い恒星風の場合は，アウトフローが完全に彗星の尾のような形状に変形され，アウトフローは恒星から遠ざかる向きに加速される．これは惑星トランジット後の大きく青方偏移した特徴を生成する．

これらの 3 つのレジームでは，惑星のトランジットから遠く離れたところで大きなシグナルが発生することが予想され，惑星本体のトランジットの外側における紫外線観測を継続する動機付けとなる．

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