云对亚海王星大气-地幔界面的影响

亚海王星是我们银河系中最常见的近距离行星类型之一，但其整体成分仍存在很大不确定性；富含氢的包层覆盖岩石核心、富含挥发物的行星以及富含碳的内部结构，对于这类行星的成员来说都是可行的构型。大气表征已被提议作为区分这些情景的手段，但越来越多的证据表明，亚海王星可能拥有熔融的大气-地幔界面，这可能会改变其大气成分。我们使用PICASO 1D气候模型，结合内部结构和岩浆-大气化学框架，来量化云如何改变亚海王星的大气和内部结构。对于像TOI-270 d这样的温带亚海王星，我们发现云可以在深处（${\sim}10^{4}$ bar）导致 $\ge{1000}$ K 的加热，并在浅层压力（$\sim$1 bar）下导致 $\sim{600}$ K 的冷却。这种加热对云沉降效率非常敏感，对金属丰度的敏感性较低。我们样本中的大多数亚海王星应该有一个熔融的大气-地幔界面，除了TOI-1231 b和GJ 1214 b。对于这两颗行星，有云模型具有熔融界面，而无云模型则允许固体边界。对于我们样本中的大多数亚海王星，云可以将其大气-地幔界面加热，温差在 $\sim{1400}-2600$ K 之间。这种云驱动的加热可以显著改变界面的成分，对于TOI-270 d，有云和无云模型之间O$_2$、SiH$_4$和SiO的丰度显示出 $\ge 36$\% 的增加。我们讨论了我们的结果对这类行星热演化和固有热通量测量的影响。