Evolução de exosferas estendidas semelhantes à Terra orbitando estrelas semelhantes ao Sol

Distribuição de densidade em escala logarítmica para cada configuração planeta-estrela. As colunas da esquerda para a direita correspondem a diferentes densidades exosféricas: ? 0,01, ? 0,1, ? 1,0 e ? 2,0, respectivamente. As linhas de cima para baixo correspondem a idades estelares de 0,1, 1,0, 3,0 e 5,0 Gyr. Observe que diferentes valores máximos e mínimos para a escala logarítmica mudam de uma idade estelar para outra.

Observações recentes da exosfera terrestre revelaram a presença de um componente hidrogenico estendido que pode alcançar distâncias além de 40 raios planetários. A detecção de exosferas estendidas semelhantes em torno de exoplanetas semelhantes à Terra pode revelar fatos cruciais em termos de habitabilidade.

A presença desses envelopes de hidrogênio rarefeito é extremamente dependente do ambiente planetário, dominado pela radiação ionizante e ventos de plasma vindos da estrela hospedeira. Partículas de radiação e vento rápido ionizam as camadas superiores da atmosfera planetária, especialmente para planetas orbitando estrelas jovens ativas. A sobrevivência dos íons produzidos na exosfera desses planetas está sujeita à ação dos ventos estelares magnetizados, principalmente para corpos não magnetizados.

A fim de abordar essas interações estrela-planeta, realizamos simulações numéricas 2.5D MHD ideal usando o código PLUTO para estudar a evolução dinâmica de exosferas estendidas semelhantes à Terra, tênues e ricas em hidrogênio para um planeta não magnetizado, em diferentes estelares evolutivos estágios: de uma estrela muito jovem semelhante ao solar de 0,1 Gyr a uma estrela de 5,0 Gyr. Para cada configuração estrela-planeta, mostramos que a morfologia das exosferas de hidrogênio semelhantes à Terra estendidas é fortemente dependente dos ventos estelares incidentes e dos íons produzidos presentes nesses envelopes gasosos, mostrando que o componente ionizado das exosferas semelhantes à Terra é rapidamente varrido pelos ventos estelares de estrelas jovens, levando à grande formação de choque de proa para idades estelares posteriores.


Publicado em 01/06/2021 10h14

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