Activity of the Young Solar Analog HD 109833 and Estimates of the Mass Loss Rate from the Atmospheres of Its Two Planets

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

We present the results of our analysis of the manifestations of activity in the young solar analog HD 109833 and estimate the mass loss rate from the atmospheres of its two planets. HD 109833 probably belongs to the Lower Centaurus Crux (LCC) association with an age of 27 ± 3 Myr, but it is not inconceivable that the star is only spatially associated with the association and may be older, although in any case its age does not exceed 100–200 Myr. Based on data from the TESS archive for HD 109833, we have determined the stellar rotation period P = 5.08 ± 0.30 days and the photometric variability amplitude (about 0.6% of the mean stellar brightness) and estimated the spot areas on its surface, which exceed the maximum sunspot area and are 15 200–17 700 m.s.h. Based on data from the All-Sky Automated Survey archive, we have revealed a stellar activity cycle with a duration 1950 days (5.3 years). Both planets in the HD 109833 system are characterized as sub-Neptunes with radii of 2.9 and 2.6 R⊕ and periods of 9.2 and 13.9 days. The mass loss rates by the planetary atmospheres have been found using an approximate formula corresponding to the energy-limited atmospheric escape model. To estimate the XUV flux, we have applied analytical dependences relating the flux and the parameter logR'HK  and information about the distribution of these quantities for G-type stars, suggesting that there are two pronounced peaks with maxima for values -0,5 and -4,5 dex in low-activity and active stars, respectively. In addition, we have used the relation between the X-ray flux from the star and logFXUV . The value found is comparable to the estimate obtained by applying the parameter logR'HK  for active stars and exceeds it by a factor of 4. Both exoplanets HD 109833 b and c being considered by us fall into the region on the (M-R)  diagram in which the populations of rocky and volatile-rich exoplanets overlap and do not allow their masses to be estimated unambiguously. Our calculations were performed for two cases—rocky exoplanets and volatile-rich exoplanets. The masses of the exoplanets HD 109833 b and c are, respectively, 34.9 and 24 M⊕ for rocky exoplanets and 9.3 and 7.8 M⊕ for volatile-rich exoplanets. We present the results of our calculations of the atmospheric mass loss rates by the planets HD 109833 b and c while varying the parameters related to the estimates of the planetary masses and the UV flux incident on the planets. The parameter M  for HD 109833 b and c varies in the ranges from 9.60 ×107  to 1.38 ×1010  g s-1 and from 4.56 ×107  to 5.28 ×109 g s-1, respectively. The high mass loss rates found can be a consequence of a fairly high XUV  flux from the solar-type star (an analog of the young active Sun) and a fairly close location of the planets from the host star.

Негізгі сөздер

Авторлар туралы

I. Savanov

Institute of Astronomy, Russian Academy of Sciences, 119017, Moscow, Russia

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: igs231@mail.ru
Россия, Москва

Әдебиет тізімі

  1. Вуд и др. (M.L. Wood, A.W. Mann, M.G. Barber, J.L. Bush, A.L. Kraus, B.M. Tofflemire, et al.), Astron. J. 165, 85 (2023).
  2. Гомез да Силва и др. (J. Gomes da Silva, N.C. Santos, V. Adibekyan, S.G. Sousa, T.L. Campante, P. Figueira, et al.), Astron. Astrophys. 646, A77 (2021).
  3. Еркаев и др. (N.V. Erkaev, Y.N. Kulikov, H. Lammer, F. Selsis, D. Langmayr, G.F. Jaritz, et al.), Astron. Astrophys. 472, 329 (2007).
  4. Зенг и др. (L. Zeng, D.D. Sasselov, and S.B. Jacobsen), Astrophys. J. 819, 127 (2016).
  5. Калиничева и др. (E.S. Kalinicheva, V.I. Shematovich, and I.S. Savanov), Astron. Rep. 66, 1318 (2022).
  6. Коскинен и др. (T.T. Koskinen, P. Lavvas, C. Huang, G. Bergsten, R.B. Fernandes, and M.E. Young), Astrophys. J. 929, 52 (2022).
  7. Наговицин, Певцов (Y.A. Nagovitsyn and A.A. Pevtsov), Astrophys. J. 906, 27 (2021).
  8. Ньютон и др. (E.R. Newton, R. Rampalli, A.L. Kraus, A.W. Mann, J.L. Curtis, A. Vanderburg, et al.), Astron. J. 165, 136 (2023).
  9. Отеги и др. (J.F. Otegi, F. Bouchy, and R. Helled), Astron. Astrophys. 634, A43 (2020). https://www.doi.org/10.1051/0004-6361/201936482
  10. Саванов (I.S. Savanov), Astrophysics 64, 178 (2021). https://www.doi.org/10.1007/s10511-021-09679-y
  11. Саванов, Шематович (I.S. Savanov and V.I. Shematovich), Astrophys. Bull. 76, 450 (2021).
  12. Санч-Форкада и др. (J. Sanz-Forcada, M. López-Puertas, L. Nortmann, and M. Lampón), Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems, and the Sun, 138. https://www.doi.org/10.5281/zenodo.7561725
  13. Стрехит и др. (A.G. Sreejith, L. Fossati, A. Youngblood, K. France, and S. Ambily), Astron. Astrophys. 644, A67 (2020).

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».