预测经历重轰炸的还原性大气年轻类地系外行星中可识别的乙炔特征
地球与行星天体物理
2020-05-20 v1 天体物理仪器与方法
摘要
年轻行星的化学环境被认为在很大程度上受原行星盘消散后滞留于不稳定轨道上的天体撞击所影响。我们在以一氧化碳、甲烷和分子氮为主的还原性行星大气背景下探讨撞击的化学后果。为模拟撞击体周围的气辉等离子体及冲击波，选用了太瓦级高功率激光。将这些实验的化学结果应用于理论大气模型。撞击模拟在反应器中产生了可观的体积混合比：5% 氰化氢（HCN）、8% 乙炔（CH）、5% 氰基乙炔（HCN）和 1% 氨（NH）。将这些产率与早期地球的估计撞击速率结合，预测大气模型的表面边界条件。我们表明，撞击可能曾作为能量来源，导致稳态表面量为 0.4% CH、400 ppm HCN 和 40 ppm NH。我们提供了具有该还原性大气的类地系外行星在剧烈撞击期间及刚结束时的模拟透射光谱。我们预测，对于近期经历自身“重轰炸”且具还原性大气的系外行星，乙炔与其余分子特征一样可观测，在 3.05 m 和 10.5 m 处有显著特征。
引用
@article{arxiv.1911.01643,
title = {Identifiable Acetylene Features Predicted for Young Earth-like Exoplanets with Reducing Atmospheres undergoing Heavy Bombardment},
author = {P. B. Rimmer and M. Ferus and I. P. Waldmann and A Knížek and D. Kalvaitis and O. Ivanek and P. Kubelík and S. N. Yurchenko and T. Burian and J. Dostál and L. Juha and R. Dudžàk and M. Krůs and J. Tennyson and S. Civiš and A. T. Archibald and A. Granville-Willett},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.01643},
year = {2020}
}
备注
26 pages, 12 figures, 2 tables, accepted for publication by The Astrophysical Journal