@misc{10481/67878,
year = {2021},
url = {http://hdl.handle.net/10481/67878},
abstract = {Among the most important results we find that the upper atmosphere of HD189733 b
is compact and hot, with a maximum temperature of 12 400+400
−300 K, with a very
low mean molecular mass (H/He=(99.2/0.8)±0.1), with small gas radial velocities,
which is almost fully ionised above 1.1RP, and with a mass-loss rate of
1.07+0.08
−0.09 ×1011 g s−1. In contrast, the upper atmosphere of GJ 3470 b is highly extended
and relatively cold, with a maximum temperature of 5100±900 K, also
with a very low mean molecular mass (H/He=(98.5/1.5)+1.0
−1.5), with large radial
outflow velocities, which is not strongly ionised and with a mass-loss rate
of (1.87±1.13)×1011 g s−1. HD209458 b seems an intermediate case between
HD189733 b and GJ 3470 b, as its upper atmosphere is extended, although not as
GJ 3470 b, with an intermediate temperature of 7625±500 K, a mean molecular
weight of   98/2, with intermediate gas radial velocities, and a mass-loss rate of
(0.71±0.29)×1011 g s−1. Attending to the derived H density profiles we find that
while the recombination is the process governing the whole upper atmosphere of
HD189733 b, advection dominates in GJ 3470 b, and both processes are not negligible
in HD209458 b.
In addition to constrain the main atmospheric parameters of these exoplanets we
confirm that GJ 3470 b undergoes hydrodynamic escape, and provide the first observational
derivation of the H/He ratio of an exoplanet. Moreover, our results suggest
that the upper atmospheres of giant planets undergoing hydrodynamic escape tend
to have very low mean molecular mass (H/He&97/3). Furthermore, we report
observational evidence of the hydrodynamic escape regimes in H/He atmospheres.
In particular, we demonstrate that HD209458 b is in the energy-limited regime,
HD189733 b is in the recombination-limited regime and GJ 3470 b is in the photonlimited
regime. Accordingly, we propose these exoplanets as benchmark cases for
their respective regimes. We conclude that this work significantly improves the atmospheric
characterisation of this sample of exoplanets and enhances our knowledge
of the hydrodynamic escape mechanism.},
abstract = {Entre los resultados más importantes que hemos obtenido, encontramos que la alta
atmósfera de HD189733 b es caliente y compacta, con una temperatura máxima
de 12 400+400
−300 K, una masa molecular media de (H/He=(99.2/0.8)±0.1), que se
desplaza con una baja velocidad radial, que está altamente ionizada por encima
de 1.1RP, y que sufre una tasa de pérdida de masa de 1.07+0.08
−0.09 ×1011 g s−1.
Por el contrario, la alta atmósfera de GJ 3470 b está muy extendida y es relativamente
fría, con una temperatura máxima de 5100±900 K, una masa molecular
media de (H/He=(98.5/1.5)+1.0
−1.5), que se expande con una velocidad radial
muy alta, que está moderadamente ionizada y que pierde masa a un ritmo de
(1.87±1.13)×1011 g s−1. La alta atmósfera de HD209458 b parece un caso intermedio
entre las de HD189733 b y GJ 3470 b, ya que está moderadamente extendida,
tiene una temperatura máxima de 7625±500 K, una masa molecular media de  
98/2, se desplaza con una velocidad radial moderada y sufre una tasa de pérdida
de masa de (0.71±0.29)×1011 g s−1. Atendiendo a los perfiles de densidad del H,
encontramos que mientras la recombinación es el proceso que gobierna toda la
atmósfera de HD189733 b, la advección domina completamente la de GJ 3470 b, no
siendo ninguno de estos procesos despreciable en la alta atmósfera de HD209458 b.
A parte de obtener buenas estimaciones de los principales parámetros atmosféricos
de estos exoplanetas, hemos podido confirmar que GJ 3470 b sufre escape hidrodinámico.
Además, hemos proporcionado la primera estimación observacional de
la proporción de H/He en un exoplaneta. Las estimaciones de esta proporción
en los tres exoplanetas, sugieren que la alta atmósfera de planetas gigantes que
sufren escape hidrodinámico tienden a tener una masa molecular media muy baja
(H/He&97/3). Por otro lado, presentamos pruebas observacionales de los diferentes
regímenes hidrodinámicos en atmósferas ricas en hidrógeno (del tipo H/He). En
concreto, demostramos que HD209458 b se encuentra en el régimen limitado por la
energía, HD189733 b en el régimen limitado por la recombinación y GJ 3470 b en el
limitado por el número de fotones. De acuerdo con estos resultados, proponemos
estos exoplanetas como arquetipos para sus respectivos regímenes. Concluimos que
este trabajo mejora significativamente la caracterización de la alta atmósfera de los
exoplanetas que forman nuestra muestra, al igual que mejora nuestro conocimiento
sobre el proceso de escape atmosférico hidrodinámico.},
organization = {Tesis Univ. Granada.},
publisher = {Universidad de Granada},
keywords = {Exoplanetas},
keywords = {Atmósfera},
keywords = {Hidrodinámica},
keywords = {Exoplanets},
keywords = {Atmosphere},
keywords = {Hydrodynamics},
title = {Characterisation of exoplanetary upper atmospheres undergoing hydrodynamic atmospheric escape},
author = {Lampón González-Albo, Manuel},
}