Description du projet
Quand les étoiles font du mal à leurs proches
Les exoplanètes entretiennent une relation compliquée avec leurs étoiles hôtes. Les hautes atmosphères des exoplanètes situées à faible distance orbitale de leurs étoiles sont soumises à d’intenses radiations énergétiques et à un puissant bombardement de particules provenant de leurs étoiles hôtes. On pense que les apports énergétiques stellaires peuvent entraîner une perte de la masse atmosphérique de ces exoplanètes. Puisque l’échappement atmosphérique joue un rôle dans l’évolution planétaire et la capacité d’une exoplanète à entretenir la vie, il est essentiel de bien comprendre ce phénomène. Le projet ASTROFLOW, financé par l’UE, développe des modèles sophistiqués intégrant les flux stellaires et l’échappement planétaire afin de comparer les résultats des modèles aux données d’observation. Ces nouveaux modèles nous aideront à mieux évaluer les futures exoplanètes.
Objectif
ASTROFLOW aims to make ground-breaking progress in our physical understanding of exoplanetary mass loss, by quantifying the influence of stellar outflows on atmospheric escape of close-in exoplanets. Escape plays a key role in planetary evolution, population, and potential to develop life. Stellar irradiation and outflows affect planetary mass loss: irradiation heats planetary atmospheres, which inflate and more likely escape; outflows cause pressure confinement around otherwise freely escaping atmospheres. This external pressure can increase, reduce or even suppress escape rates; its effects on exoplanetary mass loss remain largely unexplored due to the complexity of such interactions. I will fill this knowledge gap by developing a novel modelling framework of atmospheric escape that will, for the first time, consider the effects of realistic stellar outflows on exoplanetary mass loss. My expertise in stellar wind theory and 3D magnetohydrodynamic simulations is crucial for producing the next-generation models of planetary escape. My framework will consist of state-of-the-art, time-dependent, 3D simulations of stellar outflows (Method 1), which will be coupled to novel 3D simulations of atmospheric escape (Method 2). My models will account for the major underlying physical processes of mass loss. With this, I will determine the response of planetary mass loss to realistic stellar particle, magnetic and radiation environments and will characterise the physical conditions of the escaping material. I will compute how its extinction varies during transit and compare synthetic line profiles to atmospheric escape observations from, eg, Hubble and our NASA cubesat CUTE. Strong synergy with upcoming observations (JWST, TESS, SPIRou, CARMENES) also exists. Determining the lifetime of planetary atmospheres is essential to understanding populations of exoplanets. ASTROFLOW’s work will be the foundation for future research of how exoplanets evolve under mass-loss processes.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
2311 EZ Leiden
Pays-Bas