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大多数超级地球的含水量低于 3%

地球与行星天体物理 2024-12-17 v2

摘要

超级地球是高度受辐照的小型行星,其体密度大致与地球一致。我们构建了超级地球的内部-大气联合模型,追踪水在整个行星中的分配,包括富铁核心、富硅酸盐地幔和蒸汽大气。我们将这些模型与系外行星观测结果进行比较,推断出在总体水平上总水质量分数的 1σ1\sigma 上限为 3%\lesssim 3\%。我们考虑了可能改变此值的端元情景,包括地幔脱气效率、高平均分子量大气的逃逸以及铁核质量分数的增加。尽管我们的约束条件对水的起源持不可知论态度,但我们表明,我们的上限与通过原始富氢大气与岩浆海洋的化学反应产生水的过程是一致的。这一机制也被假设用来解释地球的水含量,可能指向小型类地行星上水起源的统一渠道。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.17394,
  title  = {Most Super-Earths Have Less Than 3% Water},
  author = {James G. Rogers and Caroline Dorn and Vivasvaan Aditya Raj and Hilke E. Schlichting and Edward D. Young},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.17394},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted for publication in ApJ