系外行星次生大气的逃逸与再生
地球与行星天体物理
2022-06-01 v2 地球物理
摘要
在寻找另一个地球的道路上，下一步是在岩石系外行星上发现类似于地球和金星的大气——高分子量（次生）大气。许多岩石系外行星诞生时拥有厚（> 10 kbar）的以 H 为主的大气，但随后会失去其 H；这一过程在太阳系中无已知类比。我们使用一个简单的大气演化模型（包括向太空的大气逃逸、岩浆洋结晶和火山脱气），研究了早期厚 H 大气丢失对随后出现高分子量大气的影响。我们还计算了从没有 H 开始的岩石世界的大气存留情况。我们的结果表明，大多数比宜居带更靠近恒星、且形成时拥有厚以 H 为主大气的岩石系外行星，如今缺乏高分子量大气。在早期的岩浆洋结晶过程中，高分子量物种通常不会形成长期存在的高分子量大气，而是与 H 一起向太空丢失。这种早期的挥发性耗竭也使得后来的火山脱气更难使大气再生。然而，在初始拥有丰富挥发性物质（例如，水世界）的世界上的大气应当能够存留。我们的结果表明，为了在环绕 M 型恒星的温暖系外行星上找到高分子量大气，我们应瞄准形成时 H 贫乏、具有异常大半径或环绕活动较弱恒星的世界。
引用
@article{arxiv.2006.02589,
title = {Exoplanet secondary atmosphere loss and revival},
author = {Edwin S. Kite and Megan Barnett},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.02589},
year = {2022}
}