海洋有多深？探索富水亚海王星的相结构

理解具有大量 H$_2$O 组分的行星的内部结构对于刻画亚海王星行星十分重要。迷你海王星 K2-18b 可能在其主要为氢的外包层之下拥有液态水海洋的发现，促使我们对富水行星的相结构进行详细考察。为此，我们提出了用于超级地球和迷你海王星的新内部结构模型，能够详细刻画行星的水组分。我们利用模型探索了水世界的 Possible 相结构，发现可能存在多种多样的内部结构，从夹在两层冰之间的海洋到蒸汽大气之下的超临界内部。我们确定了水世界的整体性质和表面条件如何影响其海洋深度，发现海洋深度可达地球的上百倍。例如，表面温度为 300 K 的行星可拥有深度为 30-500 km 的 H$_2$O 海洋，具体取决于其质量和组成。我们还约束了具有 H/He 外包层的行星可能容纳液态 H$_2$O 的质量-半径空间区域，注意到在高压 $218$-$7\times10^4$ bar 下液相可存在于高达 647 K 的温度。此类 H/He 外包层可能显著贡献行星半径，同时在表面保留液态水，这取决于行星质量和温度剖面。我们的发现凸显了在比地球大得多的行星上可能存在宜居条件的令人兴奋的可能性。