重新定义内部与包层：氢-硅酸盐混溶性及其对亚海王星结构与演化的影响

我们提出了首个考虑硅酸盐岩浆与氢混溶性的亚海王星演化内部结构模型。在亚海王星内部相关的压力下，当温度高于约4000K时，硅酸盐和氢可混溶。利用H$_2$-MgSiO$_3$相图，我们自洽地耦合物理与化学过程，以确定完全混溶内部的径向范围。该区域之上是包层，其中氢和硅酸盐不混溶，并以气相和熔融相两种状态存在。代表相变的双节线曲面，为行星的“内部”和“包层”之间提供了一个基于物理/化学的边界。我们发现，年轻的亚海王星可以在其内部储存其氢质量的百分之几十。随着行星冷却，其半径和双节线曲面收缩，双节线处的温度从约4000K降至约3000K。由于行星内部储存氢，其密度低于纯硅酸盐。引力收缩和热演化导致氢从内部脱溶进入包层。与不考虑混溶性的模型相比，这一过程减缓了行星收缩，可能在年轻的亚海王星种群中产生可观测的特征。在早期（约10-100Myr），双节线表面的高温导致包层中含有更多硅酸盐蒸气，增加了其平均分子量并可能抑制对流。经过约Gyr的演化后，大部分氢已脱溶，混溶与不混溶模型的半径趋于一致。然而，氢和硅酸盐的内部分布仍然不同，部分氢保留在内部。