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由年轻凌星行星约束形成熵

地球与行星天体物理 2020-10-07 v1

摘要

近期 K2 与 TESS 在年龄 <100<100 Myr 的恒星周围发现了半径介于 \sim5–10 R_\oplus 的凌星行星。这些年轻行星可能是 ubiquitous(普遍存在的)超级地球/亚海王星的祖体,后者在年龄 1\gtrsim 1 Gyr 的恒星周围已被充分研究。超级地球/亚海王星的形成与早期演化理解甚少。各类行星起源场景预言了宽泛的可能形成熵范围。我们展示了若测得年轻(\sim20–60 Myr)、高辐照行星的质量、半径与年龄,如何约束其形成熵。该方法通过确定行星对抗质量损失所能保留的 H/He 包层的最低质量来工作。此 H/He 包层质量下限可转为熵的上限。若对 DS Tuc A 与 V1298 Tau 周围已发现的年轻行星能达到误差 20\lesssim 20% 的行星质量测量,则可获得其起源的洞见。对这些行星,更高的测得行星质量将与标准核吸积理论一致。相反,更低行星质量(67\lesssim 6-7 M_\oplus)将需要在原行星盘消散期间有“boil-off”相来解释。

关键词

引用

@article{arxiv.2009.03919,
  title  = {Constraining the entropy of formation from young transiting planets},
  author = {James E. Owen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2009.03919},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication in MNRAS