C/O 比值与宽分离系外行星的形成
地球与行星天体物理
2024-06-19 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
气体和固体态 C/O 比值提供了将行星大气组成与星盘大气组成相联系的背景。我们综合了现有对行星形成星盘中气态 C/O 和 C/H 比值的估计，这些估计主要通过对阿塔卡大尺度毫米阵列（ALMA）观测的分析获得。这些估计与宽分离（> 10 au）气体巨行星的大气组成进行比较。来自七个系统的已分辨星盘气态 C/O 比值通常表现为 C/O > 1，或碳含量不足。相比之下，宽分离气体巨行星的大气 C/O 比值聚集在或略高于 presumed stellar value 附近，其元素 C/H 范围较大。从现有的星盘组成来推断，固体态 mm/cm 大小的沙粒（包括核心和冰）的总 C/O 比值（固体核心和冰）为 solar（恒星）水平。我们探讨了简单的模型，以此重建行星大气组成，同时考虑硅酸盐云在行星大气中的形成。如果宽分离巨行星通过核心-生长机制形成，它们必须通过沙粒或小行星沉积来获取金属。进一步地，巨行星 C/H 含量的变异性最符合具有适度和可变碳贫化因子的星盘组成。然而，恒星 C/O 比值在这些模型中本应天然形成，这为通过引力不稳定性形成宽分离巨行星的方案并未被排除。然而，行星金属度与恒星 C/O 比值的变异潜在地为这些模型带来了挑战。
引用
@article{arxiv.2406.12037,
title = {C/O Ratios and the formation of wide separation exoplanets},
author = {Edwin A. Bergin and Richard A. Booth and Maria Jose Colmenares and John D. Ilee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.12037},
year = {2024}
}
备注
17 pages, 6 figures, accepted by Astrophysical Journal Letters