GJ 1214b 及其他亚海王星系外行星的整体成分
地球与行星天体物理
2015-06-15 v2
摘要
GJ 1214b 在已探测到的低质量系外行星中独树一帜，因为迄今为止它是唯一一颗适合进行透射光谱分析的行星。截至目前，关于其包层成分尚无共识，尽管大多数研究表明其具有高分子量大气。特别是，尚不清楚是否存在氢和氦，或者大气是否以水为主。在此，我们展示了利用内部结构和演化模型拟合质量和半径数据所获得的包层成分结果。通过检查水和 H/He 的所有可能混合物及其相应的不透明度，我们发现 GJ 1214b 的 H/He 整体含量按质量计最多为 7%。总体而言，我们发现温暖亚海王星的半径对 H/He 含量最为敏感。我们注意到，迄今为止发现的所有低质量行星（Kepler-11b,c,d,f, Kepler-18b, Kepler-20b, 55Cnc-e, Kepler-36c 和 Kepler-68b）中，除两颗（Kepler-11e 和 Kepler-30b）外，其 H/He 含量均低于 10%。事实上，Kepler-11e 和 Kepler-30b 的整体 H/He 含量分别为 10-18% 和 5-15%。相反，关于亚海王星行星的 H2O 或岩石含量几乎无法确定。我们发现，虽然 100% 的水成分符合 GJ 1214b 的数据，但基于形成约束，预期该行星上存在较重的难熔物质，因此也需要一种比水轻的成分。通过对 GJ 1214b 上层大气成分进行透射光谱的稳健测定，将有助于确定大气与包层之间成分分异的程度。
引用
@article{arxiv.1305.2629,
title = {Bulk Composition of GJ 1214b and other sub-Neptune exoplanets},
author = {Diana Valencia and Tristan Guillot and Vivien Parmentier and Richard S. Freedman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1305.2629},
year = {2015}
}
备注
Updated the masses and radii of the Kepler-11 system, added Kepler-30b as well in the analysis. Accepted in ApJ, 39 pages, 9 figures