Flux stellaire et excentricité des exoplanètes observées de masses M
Le climat d’une planète peut être fortement affecté par son excentricité due aux variations du flux stellaire.
Il existe deux limites pour la dépendance de la limite de la zone habitable intérieure (IHZ) à l’excentricité : (1) l’approximation du flux stellaire moyen (SIHZ∝1−e2‾‾‾‾‾‾√), dans laquelle la température est approximativement constante tout au long de l’orbite, et (2) l’approximation du flux stellaire maximum (SIHZ∝(1−e)2), dans laquelle la température s’ajuste instantanément au flux stellaire.
La limite appropriée est déterminée par le paramètre sans dimension Π=CBP, où C est la capacité calorifique de la planète, P est la période orbitale et B=∂Ω∂Ts, où Ω est le rayonnement à ondes longues sortant et Ts est la surface Température. Nous utilisons le théorème de Buckingham Π pour dériver une fonction analytique pour l’IHZ en termes d’excentricité et Π. Nous construisons ensuite un modèle de bilan énergétique dépendant du temps pour résoudre l’évolution de la température de surface et contraindre notre résultat analytique.
Nous trouvons que Π doit être supérieur à environ ∼1 pour que l’approximation du flux stellaire moyen soit presque exacte et inférieur à environ ∼0,01 pour que l’approximation du flux stellaire maximum soit presque exacte. En plus de supposer une capacité thermique constante, nous considérons également la capacité thermique effective, y compris la chaleur latente (évaporation et précipitations). Nous constatons que pour les planètes avec un océan semblable à la Terre, l’IHZ devrait suivre la limite de flux stellaire moyen pour toutes les excentricités. Ce travail aidera à la hiérarchisation des exoplanètes potentiellement habitables avec une excentricité non nulle pour la caractérisation de suivi.
Xuan Ji, Nora Bailey, Daniel Fabrycky, Edwin S. Kite, Jonathan H. Jiang, Dorian S. Abbot
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Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer comme suit : arXiv:2211.07883 [astro-ph.EP] (ou arXiv:2211.07883v1 [astro-ph.EP] pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2211.07883
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Historique des soumissions
De : Xuan Ji
[v1] mar. 15 nov. 2022 04:17:31 UTC (273 Ko)
https://arxiv.org/abs/2211.07883
Astrobiologie
