类地外行星在离心轨道上的较高水流失
摘要：行星的气候受到宿主恒星类型、轨道配置、大气和表面特性的控制。许多岩石质行星的离心率高于太阳系中的行星，约有18%的质量小于10倍地球质量的行星的离心率大于0.1。这种高离心率对行星的大气、气候和潜在适居性的影响尚未得到充分探讨。我们使用WACCM6，这是一种最先进的全耦合地球系统模型，模拟了两颗类似地球的行星的气候；一颗处于圆形轨道（$e=0$）上，另一颗处于离心轨道（$e=0.4$）上，但平均入射辐射相同。我们量化了离心率对大气水含量和损失的影响，考虑到液态水对适居性的重要性。离心轨道中的非对称温度响应导致平流层中的水汽混合比（$> 20$ ppmv）约为圆形轨道（$sim 4$ ppmv）的五倍。相比于圆形轨道，这导致大气氢损失率和海洋损失率最多增加约三倍。我们使用行星谱发生器模拟了两种情况下的理想透射光谱。我们发现，与圆形轨道相比，离心率为0.4的光谱在所有波长上的水吸收特征更强。因此，高离心率的类似地球行星可能是未来透射光谱观测的重点目标，以确认或否定大气水蒸气的存在。
作者：Binghan Liu (1), Dan Marsh (1 and 2), Catherine Walsh (1), Gregory Cooke (1) ((1) School of Physics and Astronomy, University of Leeds, UK, (2) National Center for Atmospheric Research, Boulder, USA)
论文ID：2306.10958
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-06-21