尺寸相似的行星在内部结构上常常不相似
地球与行星天体物理
2025-06-06 v1
摘要
最近的研究发现，行星属性（如半径、质量和轨道间距）在同一系统内存在显著的均匀性，称为“豌豆”趋势。特别是，半径和质量之间的相关性被解释为暗示同一系统中行星的密度和成分均匀性。然而，用于评估质量趋势的样本通常较小且存在偏差。在本文中，我们重新评估了具有至少两颗行星且已直接测量质量和半径（因此可计算密度）的大型样本中的行星属性之间的相关性。我们使用最新的系外行星目录数据组装了该样本，并采用一种'加权'数据点以根据测量精度进行计算的程序。我们发现，半径和相邻行星之间存在中等相关性，而相邻行星的密度之间仅存在弱相关。然而，我们的主要样本中相邻行星的质量没有整体相关性，在大小相似的行星对或限制在质量小于100地球质量、半径小于10地球半径的行星对之间仅存在弱相关。同样，我们展示了同一系统内半径的离散程度通常小于质量和密度的离散程度。我们识别出与相邻行星更强均匀性相关的恒星特性范围：对于行星质量为低温，对于行星密度为低金属量和旧年龄。此外，我们探讨了'豌豆'趋势是否延伸到行星成分或内部结构。对于半径相似的相邻小行星，我们显示，其质量和内部结构常常不同，这表明即使在同一系统中，半径的相似性也不一定是成分或行星物理本质相似性的良好指示。
引用
@article{arxiv.2506.05089,
title = {Planets similar in size are often dissimilar in interior},
author = {E. Mamonova and Y. Shan and P. Hatalova and S. C. Werner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.05089},
year = {2025}
}