超级地球与亚海王星对恒星金属丰度不敏感
地球与行星天体物理
2022-08-03 v3 太阳与恒星天体物理
摘要
Kepler行星（包括1至4地球半径的超级地球与亚海王星）很可能像木星类行星一样，在气态原行星盘耗散之前形成。若这些盘中的金属含量与宿主恒星相似，人们或许会预期Kepler行星在富金属恒星周围出现更频繁且质量更大。与这些预期相反，我们发现Kepler行星的半径（质量的代理量）与宿主金属丰度无关。先前关于较大行星偏好更富金属恒星的说法，可充分由以下综合事实解释：质量更大的恒星倾向于宿主更大的行星，且在Kepler样本中质量更大的恒星也更为富金属。我们将这种独立性解释为Kepler行星的质量并非由固体物质的可得性决定，而是受某一尚未知过程的调节。此外，我们发现Kepler行星的出现率仅随恒星金属丰度微弱上升，当考虑密近双星的影响后该趋势进一步平缓。我们使用一个唯象模型解释这一弱依赖性（不同于木星类行星所展现的强依赖性）：其中原行星盘质量分布的离散度远大于恒星金属丰度的离散度，且木星类行星的形成需要含有约比形成Kepler行星所需多5倍固体的盘。该模型预言，金属丰度低于半太阳的恒星应极少宿主任何Kepler行星。
引用
@article{arxiv.2003.08431,
title = {Super-Earths and sub-Neptunes are Insensitive to Stellar Metallicity},
author = {Taylor Kutra and Yanqin Wu and Yansong Qian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.08431},
year = {2022}
}
备注
Accepted to AJ, major expansion on sample bias and completeness correction. Conclusions unchanged