Создание самосогласованной модели оболочек экзопланет с водородно-гелиевыми атмосферами

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-12-00447

НазваниеСоздание самосогласованной модели оболочек экзопланет с водородно-гелиевыми атмосферами

Руководитель Бисикало Дмитрий Валерьевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук , г Москва

Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-704 - Физика и эволюция звезд и межзвездной среды

Ключевые слова экзопланеты, горячие юпитеры, горячие нептуны, атмосферы экзопланет, газодинамика, МГД, Монте-Карло, радиационный перенос, кинетика, нетепловые частицы

Код ГРНТИ41.17.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Изучение экзопланет является актуальной задачей. Последние наблюдательные миссии выявили наличие большого числа планет различных типов, обращающихся вокруг далеких звезд. В том числе было открыто много планет, аналогов которым нет в Солнечной системе. Среди таких планет отдельно стоит отметить горячие юпитеры и горячие нептуны – планеты с водородно-гелиевыми оболочками, находящиеся на очень низких орбитах. Многие из известных планет такого типа являются транзитными, наблюдения их транзитов дают уникальную возможность получить информацию о характеристиках их оболочек. Изучение таких планет также дает потенциальную возможность получить информацию о параметрах межзвездной среды, с которой они взаимодействуют, прежде всего – о параметрах ветра и магнитного поля их родительских звезд. В течение последних лет, участниками Проекта была проделана большая работа по созданию численных моделей оболочек и атмосфер экзопланет. Нами разработаны газодинамические модели, описывающие динамику протяженных оболочек горячих юпитеров и их взаимодействие со звездным ветром, а также разработана одномерная аэрономическая модель атмосферы горячего юпитера, учитывающая кинетические процессы взаимодействия газа атмосферы со звездным ветром. Начаты работы по созданию трехмерных численных моделей оболочек, учитывающие магнитное поле планеты и давление излучения звезды. Все разработанные модели прошли апробацию, полученные с их помощью результаты показали хорошее соответствие наблюдениям. Целью Проекта является создание, на основе имеющихся разработок, единой самосогласованной модели, описывающей как непосредственно атмосферу, так и динамику протяженных оболочек экзопланет с водородно-гелиевыми оболочками. Это позволит впервые подойти к решению сразу нескольких актуальных задач – определению параметров атмосфер экзопланет, оценке величины и конфигурации магнитного поля экзопланет, определению характеристик ветра родительских звезд, в том числе, во время вспышек. В целом, можно ожидать, что выполнение Проекта сделает возможным, основываясь на имеющемся научном заделе, разработать инструмент мирового уровня, использование которого позволит значительно продвинуться в понимании физики оболочек экзопланет.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. А. А. Черенков, Д.В. Бисикало, А.Г. Косовичев Influence of stellar radiation pressure on flow structure in the envelope of hot-Jupiter HD209458b MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, Vol. 475, Issue 1, p. 605-613 (год публикации - 2018)
10.1093/mnras/stx3230

2. Д.В. Бисикало, В.И. Шематович, Ж. Ц. Жерард, Б. Хьюберт Monte Carlo simulations of the interaction of fast proton and hydrogen atoms with the Martian atmosphere and comparison with in situ measurements JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS, V. 123, Issue 7, pp. 5850-5861 (год публикации - 2018)
10.1029/2018JA025400

3. Д.В. Бисикало, А.А. Черенков, В.И. Шематович, Л. Фосcати, К. Мёстль The Influence of a Stellar Flare on the Dynamical State of the Atmosphere of the Exoplanet HD 209458b ASTRONOMY REPORTS, Vol. 62, Issue 10, p. 648-653 (год публикации - 2018)
10.1134/S1063772918100025

4. Д.Э. Ионов, Я.Н. Павлюченков, В.И. Шематович Survival of a planet in short-period Neptunian desert under effect of photoevaporation MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY, Vol. 476, Issue 4 (год публикации - 2018)
10.1093/mnras/sty626

5. Ж.С. Джерард, Б. Хьюберт, В.И. Шематович, Д.В. Бисикало Lyman-α emission in the Martian proton aurora: Line profile and role of horizontal induced magnetic field Icarus, Том 321, cтр.: 266-271 (год публикации - 2019)
10.1016/j.icarus.2018.11.013

6. А.А. Черенков, И.Ф. Шайхисламов, Д.В. Бисикало, В.И. Шематович, Л. Фоссати, С. Мостль The Influence of Superflares of Host Stars on the Dynamics of the Envelopes of Hot Jupiters ASTRONOMY REPORTS, том 63, выпуск 2, стр. 94-106 (год публикации - 2019)
10.1134/S1063772919020033

7. А.Г. Жилкин, Д.В. Бисикало On Possible Types of Magnetospheres of Hot Jupiters ASTRONOMY REPORTS, том 63, выпуск 7, стр. 550-564 (год публикации - 2019)
10.1134/S1063772919070096

8. Дмитрий В. Бисикало, Валерий И. Шематович Neutral atmospheric escape in the Solar 2 and extrasolar planetary systems Proceedings IAU Symposium № 345, Volume 14 , pp. 168 - 171 (год публикации - 2019)
10.1017/S174392131800858X

9. А.Г. Жилкин, Д.В. Бисикало, П.В. Кайгородов The Orientation Influence of a Hot Jupiter’s Intrinsic Dipole Magnetic Field on the Flow Structure in Its Extended Envelope Astronomy reports, Vol. 64, No. 3, pp. 259–271 (год публикации - 2020)
10.1134/S1063772920030063

10. А.Г. Жилкин, Д.В. Бисикало Possible New Envelope Types of Hot Jupiters Astronomy reports, Vol. 64, No. 7, pp. 563–577 (год публикации - 2020)
10.1134/S1063772920080090

11. Е. П. Курбатов, Д. В. Бисикало, И. Ф. Шайхисламов Миграция горячих юпитеров под действием истечения атмосфер АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, том 97, № 12, с. 986–996 (год публикации - 2020)
10.31857/S0004629920120063

12. Бисикало Д.В., Шематович В.И. Neutral atmospheric escape in the Solar and extrasolar planetary systems Proceedings of the International Astronomical Union, Volume 14 , pp. 168 - 171 (год публикации - 2020)
10.1017/S174392131800858X

13. Бисикало Д.В., Жилкин А.Г. Influence of the magnetic field of stellar wind on hot jupiter's envelopes Proceedings of the International Astronomical Union, Volume 354, pp. 268-279 (год публикации - 2020)
10.1017/S1743921320000083

14. Д.В. Бисикало, В.И. Шематович, П.В. Кайгородов, А.Г. Жилкин Extended envelopes of hot Jupiters Physics-Uspekhi (год публикации - 2021)
10.3367/UFNe.2020.11.038879

15. Д.В. Бисикало, В.И. Шематович, П.В. Кайгородов, А.Г. Жилкин Газовые оболочки экзопланет – горячих юпитеров Наука (год публикации - 2020)

Публикации