Um modelo hidrodinâmico 3D autoconsistente para assinaturas de trânsito de hélio na evaporação de Júpiteres quentes

A linha tripla HeI, juntamente com modelos hidrodinâmicos, pode ser usada para caracterizar o escape atmosférico de exoplanetas. A linha tripla HeI (1083 nm), juntamente com modelos hidrodinâmicos, pode ser usada para caracterizar o escape atmosférico de exoplanetas.

No entanto, a maioria dos modelos disponíveis não consegue capturar a física tridimensional (3D) das atmosferas em fuga, como as forças das marés e a interação com os ventos estelares. Para investigar como os efeitos 3D afetam a assinatura do trânsito de hélio, atualizamos nosso modelo de evaporação atmosférica 3D para resolver de forma autoconsistente as equações hidrodinâmicas juntamente com as populações atômicas de hidrogênio e hélio.

Também produzimos trânsitos de hélio sintético. Nossos modelos de escape atmosférico assumem um Júpiter Quente interagindo com o vento estelar com taxas de perda de massa variadas e dois fluxos XUV, representativos de uma estrela velha e uma jovem.

Modelos considerando uma estrela antiga mostram uma diminuição na densidade do tripleto de hélio com o aumento da força do vento estelar, o que ocorre por duas razões. Primeiro, os ventos mais fortes reduzem o volume da atmosfera que escapa, o que diminui o obscurecimento dos trânsitos atmosféricos.

Em segundo lugar, como consequência de uma atmosfera menos extensa, a profundidade óptica é reduzida, impactando tanto a fotoionização como o aquecimento, que por sua vez afectam a temperatura do gás do material planetário, reduzindo a densidade do tripleto de hélio. O modelo que assume uma estrela mais jovem mostra um fluxo de saída prolongado, com taxas de escape 25 vezes maiores.

Para a mesma força do vento estelar, o trânsito do hélio é 3, 3 vezes mais profundo do que quando se assume o XUV de uma estrela mais antiga.

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