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第1篇 系外行星主星辐射和等离子体环境 2

第1章 系外行星主星辐射和等离子体环境 2

1.1 引言：短波辐射与行星大气的关联性 2

1.2 紫外辐射 4

1.3 极紫外辐射 7

1.4 X射线辐射 10

1.5 本章小结 13

参考文献 13

第2章 随时间变化的恒星风 17

2.1 引言：风与星冕的联系 17

2.2 恒星风观测的限制 19

2.2.1 直接探测技术的上限 19

2.2.2 从中心球吸收进行的恒星风测量 19

2.2.3 T金牛星的恒星风 25

2.3 理论模型的预期结果 26

2.4 本章小结 27

参考文献 28

第3章 主星行星的磁场和风 32

3.1 引言：恒星磁场 32

3.2 分析恒星磁场使用的技术 33

3.2.1 塞曼展宽和分光偏振测定术 33

3.2.2 塞曼多普勒成像 34

3.3 低质量主序星的旋转和磁性 34

3.3.1 太阳 34

3.3.2 类日恒星 35

3.3.3 M矮星 36

3.3.4 旋转和磁性 36

3.4 低质量主序前星 37

3.5 恒星磁场发射的恒星风 39

3.5.1 恒星磁场和活动 39

3.5.2 恒星风 40

3.6 本章小结 43

参考文献 44

第2篇 系外行星上层大气和恒星的相互作用：观测结果和模型 50

第4章 系外行星大气和周边环境的观测 50

4.1 引言：系外行星大气 50

4.2 热木星大气最深的观测层 51

4.2.1 热层中的热传输 51

4.2.2 向阳面发射光谱 51

4.2.3 云、霾和极光 52

4.2.4 碱金属特征 52

4.2.5 巴尔末线 53

4.3 热木星外层大气的透射光谱 53

4.3.1 远紫外观测 53

4.3.2 近紫外观测结果 58

4.3.3 早期入凌 60

4.3.4 HD189733b凌星的X射线观测 60

4.4 WASP-12：被遮蔽的行星系统 60

4.5 恒星与行星的相互作用 62

4.6 本章小结 63

参考文献 64

第5章 热木星大气的类型 70

5.1 引言：系外行星气体壳层 70

5.2 宿主恒星的重力引发的热木星大气外流 71

5.3 热木星大气层与恒星风的相互作用 74

5.4 热木星壳层的分类 77

5.5 从三维数值模拟得到的热木星大气层的形状 81

5.6 本章小结 86

参考文献 87

第6章 系外行星受XUV加热并膨胀的大气层中的超热粒子 90

6.1 引言：高层大气短波辐射效应 90

6.2 系外行星高层大气超热原子的高层大气物理学 91

6.3 热木星HD 209458b膨胀大气层中的超热粒子 97

6.4 以氢气为主的系外行星高层大气的加热效率 99

6.5 原子氢的超热部分 106

6.6 本章小结 112

参考文献 113

第7章 恒星对系外富氢类地行星、超地球行星大气演化的驱动作用 117

7.1 引言：富氢类地系外行星 117

7.2 热逃逸 119

7.3 离子加速 124

7.4 本章小结 127

参考文献 128

第8章 对WASP-12b星近紫外观测结果的解释 131

8.1 引言：WASP-12b，蒸发中的热木星 131

8.2 环绕行星磁障的弓激波 133

8.3 WASP-12b星及其宿主恒星之间相互作用的气体动力学仿真 137

8.4 本章小结 141

参考文献 142

第9章 近区外行星对其宿主星的影响 144

9.1 引言：热木星诱发的恒星活动 144

9.2 由近区行星引起的色球活动增强与黑子面积增加 145

9.3 弓激波 151

9.4 行星是否可以影响恒星旋转 152

9.5 行星吞噬 153

9.6 本章小结 156

参考文献 156

第3篇 系外行星和天体物理磁场 164

第10章 从太阳系行星/卫星到系外行星的磁层环境 164

10.1 引言：磁层 164

10.2 地球、木星、土星的磁层 165

10.3 抛物面模型在热木星磁层中的应用 175

10.4 本章小结 179

参考文献 182

第11章 系外行星磁场的探测方法和实用性 185

11.1 引言：行星磁场 185

11.2 磁场对气态巨行星的效应 186

11.3 磁场对类地行星的效应 195

11.4 本章小结 200

参考文献 201

第12章 阿尔芬半径：天体物理磁层的关键参数 208

12.1 引言：阿尔芬半径和天体物理磁环境 208

12.2 在磁化行星磁层中的非局域阿尔芬半径 209

12.3 有磁盘的磁化行星磁层中的阿尔芬半径 212

12.4 磁化恒星磁层中的阿尔芬半径 213

12.5 强磁场下致密物体磁层中的阿尔芬半径 213

12.6 本章小结 215

参考文献 216

第4篇 天基和地基系外行星观测与表征工具 220

第13章 与星同在：未来天基系外行星搜寻和表征任务 220

13.1 背景介绍 220

13.2 当前和不久的将来的天基观测任务 226

13.3 ESA下阶段任务：PLATO 2.0 232

13.4 NASA下阶段任务：WFIRST，星冕成像仪和遮光体 234

13.5 更远未来的任务：达尔文，TPE和新世界探测 235

13.6 本章小结 236

参考文献 236

第14章 系外行星科学研究的工具：世界空间天文台——紫外工程 239

14.1 引言：HST之后的紫外系外行星天文学 239

14.2 WSO-UV任务 240

14.3 WUVS： WSO-UV光谱仪 241

14.4 WSO-UV和HST光谱仪效率对比 242

14.5 ISSIS：探测用成像和无缝光谱仪 243

14.6 WSO-UV轨道 244

14.7 WSO-UV科学管理计划 245

14.8 2014年WSO-UV项目进展状态 246

14.9 WSO-UV地面站 247

14.10 本章小结 248

参考文献 249

第15章 地基系外行星项目 251

15.1 引言：地基系外行星研究 251

15.2 径向速度测量 251

15.3 直接成像和干涉仪法 260

15.4 天体测量学、偏振测量法、微透镜法 262

15.5 本章小结 263

参考文献 263