论岩石行星成分反映其宿恒星成分的概率

行星的整体密度由其质量和半径测定，是行星结构与成分的结果。对于给定的密度，铁核、岩石地幔和气体包层的相对比例存在简并。当假设无显著气体包层的岩石行星结构为分异的铁核与岩石地幔时，这种简并性会降低，其中核质量分数（CMF）是对行星整体成分的一阶描述。岩石行星的 CMF 既可由整体密度推导，也可通过假设行星反映宿恒星的主要造岩元素丰度（Fe、Mg 和 Si）来推导。因此，对比这两种 CMF 测度可以揭示包括地幔剥离、排气和/或晚期挥发分输送在内的行星形成过程的结果多样性。我们提出了一项统计上严格的分析，在考虑行星质量与半径以及宿恒星化学丰度的观测不确定性的情况下，检验这两种 CMF 测度的一致性。我们发现，除非由整体密度推导的 CMF 比由宿恒星推导的 CMF 大至少 40% 或小 50%，否则这两种测度无法被分辨为具有统计显著性差异。将此方法应用于 11 颗可能的岩石系外行星，Kepler-107c 由整体密度推导的 CMF 显著大于由其宿恒星推导的 CMF（2$\sigma$），因此很可能是一颗富铁的超水星。然而，先前被描述为超水星的 K2-229b 在 1 或 2 $\sigma$ 水平上均未达到超水星的阈值。