基于显著大气缺失的 LHS 3844b 贫挥发分形成
地球与行星天体物理
2020-09-23 v3
摘要
系外行星的发现已延伸至成为大气研究对象的类地行星领域。其中一项发现是 LHS 3844b，一颗半径为 1.3 倍地球的行星，以 0.46 天周期绕一颗 M4.5-5 型矮星运行。后续观测表明该行星基本缺乏实质性大气。这种显著大气的缺失对 LHS 3844b 施加了天体物理与地球物理约束，主要是挥发分脱气程度和大气侵蚀速率。我们估计宿主恒星年龄为 Gyrs，并发现其具有可与比邻星相比的活跃过去的证据。我们使用火山脱气与大气侵蚀的地球动力学模型表明，明显的大气缺失与 LHS 3844b 的贫挥发分地幔相一致。我们表明其核心不太可能含有足够的 C 以产生足够贫挥发分的地幔，除非该行星整体相对地球而言是贫挥发分的。虽然我们不能排除巨撞击剥离 LHS 3844b 大气的可能性，但表明该机制需要显著的地幔剥离，可能使 LHS 3844b 留下富含 Fe 的“超级水星”。较小撞击造成的大气侵蚀是可能的，但仅当该行星已开始脱气并遭受半径为 500–1000 km、以逃逸速度运动的 个撞击体轰击时才成立。我们讨论了可解释贫挥发分起源的形成与迁移情景，包括存在未观测到的质量伴生行星的可能性。LHS 3844b 相对贫挥发分的组成表明该行星形成于系统雪线以内。
引用
@article{arxiv.2007.14493,
title = {A Volatile-Poor Formation of LHS 3844b based on its Lack of Significant Atmosphere},
author = {Stephen R. Kane and Rachael M. Roettenbacher and Cayman T. Unterborn and Bradford J. Foley and Michelle L. Hill},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.14493},
year = {2020}
}
备注
23 pages, 14 figures, accepted for publication in the Planetary Science Journal