The effect of star flare activity on the structure of the hydrogen-helium upper atmosphere of hot Jupiter

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In the paper using 1D aeronomic model the impact of a stellar flare on the upper atmosphere of hot Jupiter is investigated. The atmosphere is assumed to have a hydrogen-helium chemical composition, and calculations were carried out for the hot Jupiter HD 209458b. We examined single and repeated flares in which the flux of hard UV radiation increases by 10, 100 and 1000 times compared to the quiescent state of the star. The active phase of the dynamic response of the atmosphere lasts 12–15 hours after the flare, and the characteristic period of relaxation to the initial state is about a day. From the results obtained it follows that the flare activity of solar-type stars does not have a significant effect on the evolution of the planetary atmospheres of hot Jupiters. However, the interpretation of transit observations of the disturbed atmospheres of hot Jupiters will make it possible to separate from each other the observational effects associated with the interaction of stellar flares and coronal mass ejections with the upper atmospheres and envelopes of these planets. This will make it possible to more accurately determine the parameters of the stellar wind and coronal mass ejections of solar-type parent stars.

About the authors

A. G. Zhilkin

Institute of Astronomy of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: zhilkin@inasan.ru
Russian Federation, Moscow

Y. G. Gladysheva

Institute of Astronomy of the Russian Academy of Sciences

Email: zhilkin@inasan.ru
Russian Federation, Moscow

V. I. Shematovich

Institute of Astronomy of the Russian Academy of Sciences

Email: zhilkin@inasan.ru
Russian Federation, Moscow

G. N. Tsurikov

Institute of Astronomy of the Russian Academy of Sciences

Email: zhilkin@inasan.ru
Russian Federation, Moscow

D. V. Bisikalo

Institute of Astronomy of the Russian Academy of Sciences

Email: zhilkin@inasan.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. H. Maehara, T. Shibayama, S. Notsu, Y. Notsu, et al., Nature 485, 478 (2012).
  2. Y. Notsu, H. Maehara, S. Honda, S. L. Hawley, et al., 876, id. 58 (2019).
  3. M. N. Günther, Z. Zhan, S. Seager, P. B. Rimmer, et al., Astron. J. 159(2), id. 60 (2020).
  4. A. Segura, L. M. Walkowicz, V. Meadows, J. Kasting, and S. Hawley, Astrobiology 10(7), 751 (2010).
  5. M. A. Tilley, A. Segura, V. Meadows, S. Hawley, and J. Davenport, Astrobiology 19(1), 64 (2019).
  6. D. Atri and S. R. C. Mogan, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. Letters 500(1), L1 (2021).
  7. L. N. R. do Amaral, L. Barnes, A. Segura, and R, Luger. 928, id. 12 (2022).
  8. D. V. Bisikalo, V. I. Shematovich, A. A. Cherenkov, L. Fossati, and C. Moestl. 869, id. 108 (2018).
  9. D. V. Bisikalo, A. A. Cherenkov, V. I. Shematovich, L. Fossati, and C. Moestl, Astron. Rep. 62, 648 (2018).
  10. A. A. Cherenkov, I. F. Shaikhislamov, D. V. Bisikalo, V. I. Shematovich, L. Fossati, and C. Moestl, Astron. Rep. 63, 94 (2019).
  11. V. I. Shematovich, D. E. Ionov, and H. Lammer, Astron. and Astrophys. 571, id. A94 (2014).
  12. D. E. Ionov, V. I. Shematovich, and Ya. N. Pavlyuchenkov, Astron. Rep. 61, 387 (2017).
  13. D. E. Ionov, Y. N. Pavlyuchenkov, and V. I. Shematovich, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 476, 5639 (2018).
  14. A. A. Boyarchuk, B. M. Shustov, I. S. Savanov, M. E. Sachkov, et al., Astron. Rep. 60(1), 1 (2016).
  15. B. M. Shustov, M. E. Sachkov, S. G. Sichevsky, R. N. Arkhangelsky, et al., Solar System Res. 55(7), 677 (2021).
  16. А. Г. Жилкин, Ю. Г. Гладышева, В. И. Шематович, Д. В. Бисикало, Астрон. журн. 100(12), 1190 (2023).
  17. А. Г. Жилкин, Ю. Г. Гладышева, В. И. Шематович, Г. Н. Цуриков, Д. В. Бисикало, Астрон. журн. 101, в печати (2023).
  18. L. Fossati, C. A. Haswell, C. S. Froning, L. Hebb, et al., 714, L222 (2010).
  19. M. Holmstrom, A. Ekenback, F. Selsis, T. Penz, et al., Nature. 451, 970 (2008).
  20. I. F. Shaikhislamov, M. L. Khodachenko, H. Lammer, K. G. Kislyakova, et al., 832, id. 173 (2016).
  21. M. L. Khodachenko, I. F. Shaikhislamov, H. Lammer, A. G. Berezutsky, et al., 885, id. 67 (2019).
  22. В. И. Шематович, И. Ф. Шайхисламов, А. Г. Жилкин, И. С. Саванов, Г. Н. Цуриков, Д. В. Бисикало, Физмат 1(1), 20 (2023).
  23. A. G. Zhilkin and D. V Bisikalo, Universe 7, 422 (2021).
  24. A. G. Zhilkin, Astron. Rep. 67(4), 307 (2023).
  25. Д. В. Бисикало, А. Г. Жилкин, А. А. Боярчук, Газодинамика тесных двойных звезд. М.: Физматлит, 2013.
  26. А. А. Самарский, Е. С. Николаев, Методы решения сеточных уравнений. М.: Наука, 1978.
  27. A. Vidal-Madjar, A. Lecavelier des Etangs, J.-M. Desert, G. E. Ballester, et al., Nature 422, 143 (2003).
  28. G. B. Field. 142, 531 (1965).
  29. T. Yoneyama, Publ. Astron. Soc. Japan 25, 349 (1973).
  30. Y. G. Gladysheva, A. G. Zhilkin, and D. V. Bisikalo, INASAN Sci. Rep. 5, 1 (2020).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences

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».