炽热岩石系外行星上的大气-内部交换

我们对具有昼侧岩浆池和硅酸盐蒸汽大气的短周期岩石系外行星上的大气压强和表面成分提供了估算。大气压强趋向于与表面岩浆达到蒸汽压平衡，而岩浆表面成分由分馏蒸发和表面-内部交换的竞争效应决定。我们使用基本模型展示了表面-内部交换如何受行星的温度、质量和初始成分控制。我们假设地幔岩石发生整体熔融以形成岩浆池，并且风从恒星正下方点径向向外流动。基于这些假设，我们发现：（1）当行星的整体硅酸盐 FeO 浓度较低时，大气-内部交换很快；当 FeO 浓度较高时，交换很慢；（2）对于恒星正下方温度 $\lesssim$ 2400 K 的情况，岩浆池成分混合良好；但对于恒星正下方温度 $\gtrsim$ 2400 K 的情况，岩浆池成分呈现斑杂且变化迅速；（3）岩浆池内的洋流倾向于冷却固体地幔顶部（“构造制冷”）；（4）与早期的工作相反，许多岩浆行星具有随时间变化的表面成分。