温度演化对富 H${}_{2}$O 行星内部结构的影响

对于半径在 1 到 4 R$_{\oplus}$ 范围内的大多数行星，水是内部成分的主要组成部分。在高压下 H${}_{2}$O 可以是固态，但对于像海王星这样较大的行星，温度可能过高而无法维持固态。质量和年龄在决定富水超级地球从固态到流体（及混合态）水的转变中起着作用。我们利用最新的 H${}_{2}$O 高压和超高压相图，并通过将其与各种行星模型的内部绝热线进行比较，展示了行星内部的温度演化，特别是 H${}_{2}$O 的状态。结果表明，行星内部的大部分 H${}_{2}$O 可能以等离子体、超离子态、离子态、冰 VII、冰 X 等多种状态存在，具体取决于行星的大小、年龄和冷却速率。质量 - 半径相空间的不同区域也被识别为对应不同的行星结构。总体而言，年龄超过约 3 Gyr 的超级地球大小行星（孤立行星或未受显著母星辐照影响的行星）将主要为固态。