Время жизни атмосферы экзопланеты, находящейся в "пустыне горячих нептунов"

Abstract

За последние 25 лет открыто уже более 2000 экзопланет. При проведении статистических исследований этого массива объектов было обнаружено, что на диаграмме орбитальный период масса планеты наблюдается заметный недостаток планет в области, соответствующий массе Нептуна и периоду меньше трех дней. Это явление получило название "пустыня горячих нептунов". Между тем известно, что для многих планет с водородной атмосферой, близко расположенных к своей звезде, наблюдается интенсивный отток атмосферного газа. Это следствие нагрева верхней атмосферы планеты потоком XUV-излучения звезды. Можно предположить, что подобный отток приводит к исчезновению планет с параметрами, характерными для горячих нептунов. Нами проведено моделирование оттока атмосферы планеты из области "пустыни горячих нептунов" с помощью самосогласованной аэрономической модели водородно-гелиевой атмосферы. В ходе расчета ионизации и нагрева атмосферы учитывалось влияние надтепловых фотоэлектронов. Результаты моделирования показали, что планета у звезды типа Солнца с массой и радиусом Нептуна и большой полуосью орбиты 0.05 а. е. будет испытывать отток, который приведет к полной потере атмосферы за время порядка нескольких десятков миллионов лет.