低质量恒星周围行星系统质量的增加

行星种群随宿主恒星质量的趋势为约束行星形成理论提供了途径。我们推导了不同光谱型 Kepler 恒星的行星半径分布函数，采样了宿主恒星质量的范围。我们发现 M 型矮星拥有比主序 FGK 恒星多 3.5 倍的小行星（1.0-2.8 R_Earth），但海王星大小及更大的行星（>2.8 R_Earth）却少两倍。我们发现光谱型 F、G 和 K 之间的行星大小分布没有系统性趋势来解释增加的出现率。考虑到观测到的系外行星的质量-半径关系与重元素质量，并假设它们与光谱型无关，我们推导了短轨道系外行星中锁定的重元素质量存量。M 恒星周围整体较高的行星出现率与将相同质量重新分配为更多更小行星不一致。在各类光谱型 Kepler 观测完备的轨道周期和行星半径处，系外行星中锁定的平均重元素质量随恒星质量大致反比增加，从 F 星的 4 M_Earth 到 G 和 K 星的 5 M_Earth，再到 M 星的 7 M_Earth。这一趋势与观测到的原行星盘质量随恒星质量降低而减少形成鲜明对比，并对当前行星形成模型提出了挑战。无论是原位形成模型还是完全形成行星的迁移模型都与这些结果不一致。相反，这些结果指示了行星构建块的大规模向内迁移——或通过 I 型迁移或尘埃颗粒的径向漂移——这在低质量恒星中更高效，但并未导致显著更大或更小的行星。