碳化物系外行星内部的氧化作用
地球与行星天体物理
2020-09-01 v4 天体物理仪器与方法
摘要
天体物理测量表明，一些恒星具有足够高的碳氧比，使得其宿主行星主要由碳化物而非硅酸盐组成。我们在与行星内部相关的高温高压条件下，利用激光加热金刚石压腔（LHDAC）研究了碳化硅在水存在下的行为。当与水反应时，碳化硅在高达 50 GPa 的压力和高达 2500 K 的温度下转化为二氧化硅（斯石英）和金刚石：SiC + 2HO -> SiO + C + 2H。因此，如果水能在碳化物行星形成期间或通过后期输送被纳入其中，它们可能被氧化，且内部矿物学以硅酸盐和金刚石为主。该反应可在较浅深度产生 CH，在较深深度产生 H，这些气体可从内部脱气，使转化后的碳行星大气富含还原性气体。反应后多余的水可储存在转化后碳行星内部的致密二氧化硅多晶型物中。这种向金刚石和硅酸盐的矿物学转化会降低富碳行星的密度，使转化后的行星在 2-8 地球质量范围内的质量-半径关系上区别于硅酸盐行星。
引用
@article{arxiv.2005.03175,
title = {Oxidation of the Interiors of Carbide Exoplanets},
author = {H. Allen-Sutter and E. Garhart and K. Leinenweber and V. Prakapenka and E. Greenberg and S. -H. Shim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.03175},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 5 figures