多行星系统中的内部特征刻画：TRAPPIST-1
地球与行星天体物理
2018-10-10 v1
摘要
内部特征刻画传统上依赖于单个行星的性质，忽略了同一系统中不同行星之间的相关性。对于多行星系统，行星数据通常是相关的。这是因为差分质量与半径比绝对行星质量与半径约束得更好。我们探究此类相关性以及 TRAPPIST-1 多行星系统特有的数据，并研究它们对我们理解行星内部的价值。此外，我们证明，通过研究代表岩石内部类比的最致密行星，可以优先探测多行星系统中行星的岩石内部。我们的方法包括使用马尔可夫链蒙特卡洛方案的贝叶斯推断分析。我们的内部估计考虑了核、幔、水洋和冰层以及气体包层的组成与层厚的可预期变异性。我们的结果表明：(1) 内部估计显著依赖于可用的丰度代用指标；(2) 相互依赖的行星数据对于内部特征刻画的重要性相当于数据精度变化 30%。对于 TRAPPIST-1 行星的内部，我们发现可能的水质量分数通常在 0–25% 范围内。水的储量随轨道周期或行星质量缺乏明显趋势，这对可能的形成情景提出了挑战。虽然我们的估计随数据精度变化相对较小，但它们关键依赖于数据准确性。如果行星质量在约 24% 内变化，内部将与均匀（约 7%）或随轨道周期增加的水质量分数（约 2–12%）一致。
引用
@article{arxiv.1808.01803,
title = {Interior characterization in multiplanetary systems: TRAPPIST-1},
author = {Caroline Dorn and Klaus Mosegaard and Simon L Grimm and Yann Alibert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.01803},
year = {2018}
}
备注
Accepted for publication in ApJ, 20 pages, 14 figures