Ventos pobres em hélio não requerem planetas pobres em hélio

Observações do trigêmeo metaestável He, {\sc i}, 10830, Å revelaram atmosferas de exoplanetas escapando cujas abundâncias inferidas de hélio variam de composições quase nebulares a ventos fortemente depletados de hélio. Tal esgotamento é comumente interpretado como evidência de evolução atmosférica, fuga preferencial ou desvio da composição primordial.

Apresentamos uma teoria analítica de retenção de transporte de forma fechada para a região de transição atmosférica entre a homopausa e a base do vento planetário. A teoria quantifica a competição entre o transporte ascendente e a separação molecular, demonstrando que a física do transporte por si só pode esgotar substancialmente a abundância de hélio fornecida ao fluxo que escapa.

Nossa solução produz um fator de retenção, $χ_{\rm He}$, que mede a fração de hélio fornecida à base do vento hidrodinâmico em relação à abundância atmosférica profunda. Combinando a estrutura analítica com modelos numéricos diretos da absorção de He, {\sc i}, 10830, Å e uma amostra de doze sub-Netunos e mini-Netunos observados com hélio, descobrimos que os sistemas observados abrangem toda a gama de estados de retenção previstos, desde a retenção.

Esses modelos diretos usam a abundância de hélio fornecida pela estrutura analítica como a condição de limite inferior para prever a absorção de He, {\sc i}, 10830, Å correspondente. Mostramos ainda que o aumento da retenção de hélio fortalece sistematicamente o sinal de absorção esperado, aumentando o reservatório de hélio disponível para a alta atmosfera.

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