一种推断小型系外行星最小大气高度的简单定量方法

在开普勒任务发现的数百颗凌星候选行星中，存在大量尺寸介于地球和海王星之间的候选体。由于缺乏太阳系内的类比对象，这些世界的成分并不显而易见，且对于特定候选体是岩石质的超级地球还是拥有气体包层的迷你海王星，尚存一定的模糊性。这两类世界的大气潜在科学价值和可观测性差异显著，鉴于该尺寸范围内的候选体数量巨大，显然需要一种快速、简单的指标来对行星是否拥有延展大气进行排序。在本工作中，我们提出了一种仅利用行星半径和质量作为输入来计算“最小大气高度”($R_{MAH}$) 的方法。我们假设并利用了一个边界条件，即固态/液态超级地球的整体成分不可能由比水更轻的物质组成。位于纯水成分行星上方的质量 - 半径轨迹对应于 $R_{MAH}>0$。因此，可以轻易计算出行星维持延展大气的统计置信度，从而为后续观测提供简单的目标行星排序。我们还讨论了该指标在解释观测到的行星大气光谱中的用途。