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烟球星体而非水世界

地球与行星天体物理 2025-12-16 v2

摘要

一些低密度系外行星被认为是富含水的世界,它们可能在原行星盘的水线之外形成,可能吸收了岩石和水的等量份额。然而,来自太阳系的天体以及在积累盘中挥发性致密物体稳定性的研究表明,一个富含水的行星也应该获得约 40% 致密有机碳(“烟”)。这会显著降低水的质量分数,使这些行星的成分与太阳系彗星的成分相似。我们展示了,富含烟的行星(无论是否含水)都可以解释此前归因于岩石和水二元组合导致的低平均密度。这些行星可能在盘中烟和/或水线之外形成,因此在我们的星系中可能相当常见,已被詹姆斯·威特空间望远镜观测到。烟的丰富行星的表面和内部将受到碳类相的化学和物理性质的影响,其大气可能包含丰富的甲烷和其他烃类,这对光化学雾霾的生成和宜居性具有影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.16781,
  title  = {Soot Planets instead of Water Worlds},
  author = {Jie Li and Edwin A. Bergin and Marc M. Hirschmann and Geoffrey A. Blake and Fred J. Ciesla and Eliza M. -R. Kempton},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.16781},
  year   = {2025}
}

备注

21 pages, 8 figures, Accepted by Astrophysical Journal Letters