开普勒行星：蒸发的故事

（摘要删节）受开普勒行星发现的启发，我们考虑了靠近母恒星的行星在蒸发影响下的热收缩。质量损失率基于包含 X 射线和极紫外（EUV）辐射的流体动力学蒸发模型。我们发现，只有具有氢包层的低质量行星会受到蒸发的显著影响，对于海王星质量的天体，蒸发能够移除 0.1 AU 以内的大质量氢包层。我们构建了具有不同核心质量、包层质量、轨道间距和恒星光谱类型的理论行星种群，并将其与开普勒任务及径向速度巡天测量的低质量行星的大小和密度进行比较。这一工作使我们得出结论：蒸发是近距开普勒行星演化的驱动力。事实上，约 50% 的开普勒行星候选体可能已被显著侵蚀。蒸发解释了在这些天体中观察到的两个显著相关性：靠近恒星处缺乏大半径/低密度行星，以及行星大小呈双峰分布且在约 2R_E 处存在缺失。经历高 X 射线暴露的行星通常小于该尺寸，而 X 射线暴露较低的行星通常较大。双峰分布可由蒸发模型自然解释：根据 X 射线暴露情况，近距行星要么保留质量占比 1% 的氢包层，要么被完全剥离。为了定量重现观测特征，我们认为低质量开普勒行星不仅需要由覆盖氢包层的岩石核心构成，而且其中极少数的初始质量应高于 20 M_E，大多数应具有几个地球质量的核心质量。