类地行星形成过程中的水输送

在类地行星区域形成的行星构筑块很可能非常干燥，然而地球上的水却相对丰富。我们综述了关于类地行星上水起源的各种机制。已有若干原地产水机制被提出，它们允许将水纳入类地行星区域的本地星子之中，或经由本地源进入行星本身，尽管所有这些机制都存在困难。彗星也曾被作为水源提出，尽管在满足同位素约束方面可能存在问题，且输送效率极低，以至于即便以这种方式输送一个地球海洋量的水也颇为困难。最有希望的输水途径是吸积来自雪线之外、类似于碳质球粒陨石的物质，这些物质在行星生长时被散射进入类地行星区域。我们详细讨论了两种主要情景。其一是经典情景：巨行星大致始于其最终位置，且类地行星区域的星子与胚胎盘一直延伸到外小行星带区域。其二是 Grand Tack 情景，其中巨行星早期的向内与向外迁移将雪线之外的物质植入小行星带与类地行星区域，供生长中的行星吸积。两种情景均向类地行星输送了充足的水。虽然 Grand Tack 情景对大多数约束（即火星的小质量）契合更好，但在本文讨论的标称情形下行星可能形成过快。随着对更广初始条件的探索，这一差异或可减少。最后，我们讨论了若干更新的模型，它们可能对类地行星的水输送具有重要启示。