Spright:小行星的概率质量-密度-半径关系

我们提出 Spright,一个实现快速轻量级小行星质量-密度-半径关系的 Python 包。该关系将联合行星半径与整体密度概率分布表示为解析三分量混合模型的平均后验预测分布。该解析模型又将行星整体密度的概率表示为三个广义 Student's t 分布,其具有基于理论成分模型的半径依赖权重与均值。该方法基于贝叶斯推断,旨在克服简单参数化质量-半径关系的刚性与非参数质量-半径关系的过拟合风险。该包包含一组基于两个 M 矮星星表、一个 FGK 恒星星表以及两个富水行星理论成分模型的预训练即用关系。新模型的推断简便快速,且该包包含一个命令行工具,允许无代码使用该关系,包括生成出版级图表。此外,我们研究了当前小系外星的质量与半径观测是否支持在岩质行星与亚海王星之间存在富水行星族群。该研究基于贝叶斯模型比较,显示出对 M 矮星周围存在水世界族群有一定强度的反对证据。然而,研究结果依赖于所选的理论水世界密度模型。更具确定性的结果需要更大规模的精确表征行星样本,以及学界对现实水世界内部结构与大气成分模型的共识。