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蒸发性熔岩池的化学演化

地球与行星天体物理 2024-11-22 v1

摘要

许多已知 rocky 系外行星日面表面被高度辐照致熔化,\'硅化大气\'由岩石成分元素构成,垂直于这些熔岩池生成。这些\'熔岩行星\'大气组成极具意义,因为其必须与底部坠壳的化学组成相联系。可通过直接发射光谱探测或观察低质量\'不可逆行星\'的尘尾巴来研究这些大气。本文发展简单化学模型,研究熔岩池-大气系统在质量损失下的演化。质量损失可发生向太空或从日面流向夜面。我们表明,该系统达到稳态,逸出大气的化学组成与熔岩池从幔层熔化的化学组成相同。我们表明,可怜惠不可逆行星极可能处于此演化状态。这意味着其尘尾巴的化学组成很可能直接反映了熔岩池中从幔层熔化材料的组成。我们进一步表明,由于日面至夜面大气输运的强度,该演化状态甚至可能适用于相对高质量的行星(>1地球质量)。此外,演化大气的低压意味着不可探测不一定因缺乏大气而致。这两个结论对未来观测的解释至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.13686,
  title  = {Chemical evolution of an evaporating lava pool},
  author = {Alfred Curry and Subhanjoy Mohanty and James E. Owen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.13686},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted for publication in MNRAs. 19 pages, 15 figures