ИСТИНА

Взаимодействие расширяющейся верхней атмосферы горячего юпитера типа HD209458b с потоком плзмы звёздного ветра моделируется с помощью двумерной осесимметричной многожидкостной гидродинамической модели. Используемая модель учитывает основные фото-химические процессы в водородной атмосфере экзопланеты, что позволяет самосогласованным образом описать её нагрев и ионизацию за счет поглощения XUV излучения звезды, приводящие к разлёту вещества в виде частично ионизованного планетарного ветра. Модель включает в себя реальный спектр излучения звезды солнечного типа и эффекты гравитационного воздействия звезды на потоки планетарного и звёздного ветров. При этом, рассматриваются два существенно отличных режима взаимодействия: 1) «захваченный звездой», когда локальные градиенты давления и сила гравитационного притяжения звезды приводят к формированию струи атмосферного вещества планеты, покидающей область Роша и падающей на звезду; и 2) «увлекаемый ветром», когда достаточно сильный звёздный ветер останавливает с дневной стороны поток истекающего атмосферного вещества и увлекает его в направлении своего движения, формируя из плазмы планетарного ветра специфический «хвост». Предложенная модель воспроизводит в деталях движение и распределение компонент сталкивающихся потоков частично ионизованной плазмы, включая также генерацию вблизи планеты быстрых нейтральных атомов водорода (так называемых ENA), за счет реакции перезарядки между нейтральным водородом расширяющейся атмосферы и протонами звёздного ветра. Это, в конечном итоге, позволило расчитать поглощение излучения в линии Lyα во время транзитов экзопланеты на фоне диска звезды. Моделирование в широком диапазоне значений параметров звёздного ветра и XUV потока показало, что в условиях, характерных для звезды солнечного типа, количество генерируемых ENA оказывается слишком малым, так что наблюдаемое поглощение на уровне 6÷8% может быть только благодаря нерезонансному естественному уширению линии. При этом линия поглощения оказывается симметричной с близкими значениями как в красном, так и в голубом крыле линии. Однако, при более низких уровнях XUV потока, возможных в периоды пониженной звёздной активности, возрастает число нейтральных атомов, достигающих области звёздного ветра и участвующих в реакции перезарядки с его протонами, что ведёт к росту популяции ENA и соответственно увеличивает возможное Lyα поглощение в транзите до 10÷15% в голубом крыле линии, связанном с резонансным тепловым уширением. Аналогичное асимметричное поглощение оказывается возможным и в условиях более быстрого или плотного звёздного ветра (например при прохождении коронального выброса) когда реализуется «увлекаемый ветром» режим взаимодействия потоков планетарного и звёздного ветров. Было также показано, что радиациое давлениие не играет существенной роли в ускорении нейтрального водорода и генерации ENA. Acknowledgements: Данная работа выполнялась в рамках проектов I2939-N27, S11606-N16 и S11607-N16 Австрийского Научного Фонда (Austrian Science Foundation, FWF), а также гранта РФФИ № 16-52-14006 и проекта II.10 №0307-2016-0002 исследовательской программы СО РАН. МЛХ благодарит за поддержку грант RFMEFI61617X0084 Министерства Образования и Науки Российской Федерации. 360