超级地球和亚海王星的质量 - 半径关系及核 - 包层分解

已发现许多半径为 1-4 倍地球半径的系外行星，介于地球和海王星之间。其中一些已知具有与固体成分一致的密度，而另一些则是可能拥有显著氢 - 氦包层的“亚海王星”。未来的巡天无疑将大幅扩展这些种群。为了理解此类行星的测量质量和半径如何揭示其结构和成分，我们构建了固体分层行星模型以及具有固体核和气体包层的行星模型，探索了一系列核质量、氢 - 氦包层质量及相关包层熵。对于处于超级地球/亚海王星区间且同时测量了半径和质量的行星，我们估算了它们如何分解为固体核和气体包层，将特定的核质量和包层质量与给定的系外行星关联起来。我们对“类地”岩石 - 铁核和纯冰核都进行了这种分解，发现对于这个重要的系外行星亚类，即使对于给定的核质量，所需的气体包层质量范围也必须非常广泛，从零到多个地球质量。这一结果对系外行星形成和包层蒸发过程具有重要意义。