系外行星的质量-半径关系
地球与行星天体物理
2011-12-15 v3
摘要
对于地球以外的行星,其成分和结构的解释主要依赖于将质量和半径与根据它们与主星距离所预期的成分进行比较。成分隐含的质量-半径关系在很大程度上依赖于由电子结构理论计算并在地球上实验测量的状态方程。我们提出了一种推导和检验状态方程的方法,并推导了状态方程已相当明确的关键材料以及分异的 Fe/岩石的质量-半径和质量-压力关系。我们发现,状态方程的变化(例如从低压数据外推时可能产生的变化)会对预测的质量-半径关系和行星压力剖面产生显著影响。将这些关系与行星和系外行星的观测质量和半径进行了比较。Kepler-10b 明显是“类地”的,可能具有比地球比例更大的核,名义上占行星质量的 2/3。CoRoT-7b 与铁基核上的岩石幔一致,其核的比例可能小于地球。GJ 1214b 位于 H2O 和 CH4 的质量-半径曲线之间,表明其成分为“冰质”,具有相对较大的核或相对较大比例的 H2O。CoRoT-2b 的密度低于氢关系,这可以用异常高的加热程度或高于假设的大气不透明度来解释。HAT-P-2b 的密度略高于氢的质量-半径关系,表明存在大量高原子序数物质。CoRoT-3b 接近氢关系。Kepler-10b 的中心压力为 1.5+1.2-1.0 TPa。CoRoT-7b 的中心压力可能接近 0.8 TPa,但可能高达 2 TPa。
引用
@article{arxiv.1001.4851,
title = {Mass-radius relationships for exoplanets},
author = {Damian Swift and Jon Eggert and Damien Hicks and Sebastien Hamel and Kyle Caspersen and Eric Schwegler and Gilbert Collins and Nadine Nettelmann and Graeme Ackland},
journal= {arXiv preprint arXiv:1001.4851},
year = {2011}
}
备注
Added more recent exoplanets. Tidied text and references. Added extra "rock" compositions. Responded to referee comments