解读系外行星大气成分：对行星形成假设的敏感性
地球与行星天体物理
2022-08-03 v1
摘要
基于系外行星的大气成分约束行星形成是系外行星界的一个基本目标。现有研究通常试图约束大气丰度，或分析给定行星形成描述所预言的丰度模式。然而，也迫切需要有方法论来研究如何将大气成分转化为行星形成推断。在本研究中，我们总结了最先进行星形成模型的复杂性与不确定性，以及它们如何影响行星大气成分。我们引入了一种方法论，在解读大气成分时探索不同形成模型假设的影响。我们将此框架应用于直接成像行星 HR 8799e。基于其大气成分，该行星在形成过程中可能经历了显著迁移。我们表明，纳入原行星盘的化学演化减少了对迁移的需求。此外，我们发现卵石吸积可以重现该行星的成分，但我们测试的某些设置导致过低的大气金属丰度，即使考虑到蒸发卵石可能富集盘气体。我们得出结论，针对给定行星从大气丰度到行星形成的确定性反演可能具有挑战性，但对不同形成模型效应的定性理解是可能的，这为新的研究开辟了途径。
引用
@article{arxiv.2204.13714,
title = {Interpreting the atmospheric composition of exoplanets: sensitivity to planet formation assumptions},
author = {Paul Mollière and Tamara Molyarova and Bertram Bitsch and Thomas Henning and Aaron Schneider and Laura Kreidberg and Christian Eistrup and Remo Burn and Evert Nasedkin and Dmitry Semenov and Christoph Mordasini and Martin Schlecker and Kamber R. Schwarz and Sylvestre Lacour and Mathias Nowak and Matthäus Schulik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.13714},
year = {2022}
}
备注
Accepted for publication in ApJ, base formation inversion code is available at: https://gitlab.com/mauricemolli/formation-inversion