关于类地行星元素丰度的起源

地球及类地行星中的元素丰度为生命提供了初始条件，并为太阳系的历史和形成提供了线索。我们遵循 Bond 等人（2010）的开创性工作，结合星周盘模型、化学平衡计算和行星形成的动力学模拟，来研究岩石行星的整体成分。我们利用凝聚序列计算来估算星周盘中固体的初始丰度，其属性由含时理论模型确定。我们将此与追踪行星形成过程中固体的星子生长动力学模拟相结合。我们计算了所得行星中的元素丰度，并探讨了这些丰度如何随星盘模型的选择及太阳星云内初始条件的变化而变化。虽然可以重现太阳系中类地行星的某些特征，但我们的任何模型都无法重现所有行星的丰度属性。我们发现，初始星子盘质量和星盘模型的选择对成分梯度有显著影响。给出更高压力和温度的星盘模型会导致所得行星的整体化学成分出现更大变化，这是由于元素丰度剖面的不均匀性以及动力学模拟中行星来源区域的不同所致。我们观察到一个趋势：大质量行星和半长轴相对较小的行星比位于较大径向距离的小行星对这些变化更为敏感。只有模拟化学丰度中的这些巨大变化才可能解释太阳系行星多样化的整体成分，而我们的方法无法重现水星的整体成分。