Modelado NLTE de atmósferas de exoplanetas ricas en agua. Tasas de refrigeración y calefacción.
Atmósfera del Planeta Rico en Agua (Tierra) – NASA
Las moléculas de hidrógeno y agua responden de manera muy diferente a los procesos radiativos de colisión que ocurren en las atmósferas planetarias. Naturalmente, surge la pregunta de si HdosLas atmósferas ricas en O son más (o menos) resistentes a la pérdida de masa a largo plazo que el Hdos– dominados si irradian la energía estelar incidente con mayor (o menor) eficiencia.
Si se confirma, el descubrimiento tendría implicaciones para nuestra comprensión de la evolución de los exoplanetas subneptunos. Como paso fundamental para responder a esta pregunta, presentamos un modelo de equilibrio termodinámico no local (NLTE) de HdosO para la región atmosférica donde el gas acelera para escapar del planeta y las condiciones relevantes para los subneptunos cercanos.
Nuestros cálculos exploratorios para gas isotérmico compuesto de HdoshdosLos y e- revelan que: 1) En la región de presión ~ 1e-2 – 1e-4 dyn cm-2 donde los fotones estelares del ultravioleta extremo (XUV) normalmente se depositan en la atmósfera, HdosEstá en LTE rotacional, pero en NLTE vibratorio.
El LTE vibratorio se ve facilitado por la alta HdosLas abundancias y ionizaciones fraccionarias, y reportamos densidades críticas para la transición LTE-NLTE; 2) El enfriamiento vibratorio puede dominar localmente el enfriamiento rotacional, en parte debido a las opacidades comparativamente pequeñas de las líneas rovibracionales; 3) H incluso bajodosÓ la abundancia mejora notablemente el enfriamiento, compensando, como era de esperar, parte del calentamiento estelar; 4) El calentamiento debido a la deposición de fotones infrarrojos (IR) estelares es significativo a presiones >=0,1 dyn cm-dos.
Estimamos la contribución de HdosLa excitación de la energía interna del gas y especula sobre la fotodisociación de los estados vibratorios excitados. En última instancia, nuestros hallazgos motivan la consideración de NLTE en los cálculos de la tasa de pérdida de masa de H.dosAtmósferas ricas en O.
A. García Muñoz, A. Asensio Ramos, A. Faure
Comentarios: Aceptado para publicación en Icarus
Asignaturas: Astrofísica de la Tierra y Planetaria (astro-ph.EP)
Citar como: arXiv:2404.02604 [astro-ph.EP] (o arXiv:2404.02604v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
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Por: Antonio García Muñoz
[v1] Miércoles 3 de abril de 2024 09:51:37 UTC (1089 KB)
https://arxiv.org/abs/2404.02604
Astrobiología
