光致蒸发亚海王星上的氘逃逸

我们研究了由太阳型恒星周围密近亚海王星富氢大气的极紫外(EUV)光致蒸发所驱动的氘氢质量比(D/H)的演化。在评估演化中系外行星 H/He 包层的氘逃逸时,我们首次将扩散极限方法与能量极限光致蒸发相结合。我们发现,初始气体包层较小因而尺寸较小的行星可导致较弱的大气逃逸,这有利于氢氘分馏。具体而言,在我们包层质量分数低于 0.005 的模拟网格中,位于约 0.25–0.4 au 的低质量亚海王星(4–$5M_\oplus$)或位于约 0.1–0.25 au 的高质量亚海王星(10–$15M_\oplus$)可在 7.5 Gyr 内使 D/H 值增加超过 20%。类似于因光致蒸发逃逸而形成的亚海王星氦增丰包层,半径谷上边界上的行星是探测高 D/H 比的最佳目标。在我们的演化计算网格中,该比值在 7.5 Gyr 内可上升至不超过 $\lesssim$ 1.65 倍。只要行星不成为裸露的岩石核,D/H 比在较薄包层中预期会更高。