高压岩浆-氢化物反应构建湿润行星
地球与行星天体物理
2025-11-11 v1
摘要
在我们星系中发现，靠近的亚海王星盘旋星系丰富 \cite{fulton2017california}。基于其观测到的半径-质量关系推导的行星内部模型表明，亚海王星包含可辨认的氢 (干行星) 或水 (湿行星) 质量，搭载由岩石和金属组成的核心 \cite{bean2021nature}。水丰富的亚海王星长期被认为位于恒星更远处形成，然后迁移至其当前轨道 \cite{bitsch2021Dry}。本文报告了温暖致密氢流体与硅酸熔融体之间发生反应的实验证据，这些反应在高压下将硅从岩浆中释放出来形成合金和氢化物。我们发现，来自硅酸熔融体的氧气与氢反应，产生大量水（可达数十个百分比），远高于基于低压理想气体外推的先前预测 \cite{misener2023Atmospheresa,schlichting2022Chemical}。因此，这些反应可在氢富行星中生成各种水含量，潜在可达到亚海王星的水丰富成分，这表明氢富行星与水富行星之间存在演化关系。因此，检测到行星大气中大量水可能并非判断原球体盘中行星迁移的良好证据，这质疑了组成与行星形成位置之间的假设关联。
引用
@article{arxiv.2511.06507,
title = {Building Wet Planets through High-Pressure Magma-Hydrogen Reactions},
author = {Harrison Horn and Allona Vazan and Stella Chariton and Vitali Prakapenka and Sang-Heon Shim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.06507},
year = {2025}
}