行星条件下硅-水混合物的线性混合近似
地球与行星天体物理
2024-11-27 v1
摘要
线性混合近似（LMA）常用于行星模型中计算混合物的状态方程（EoS）。常见的行星组成是岩石与水的混合物。本文评估了在乌拉斯与海王星内部相关压力温度条件下，LMA 的准确性。我们使用 ab-initio 模拟进行分子动力学模拟，考虑纯水、纯硅氧化物以及 1:1 和 1:4 硅-水分子比例，在 3000 K 的温度下，压力范围为 30-600 GPa。我们发现，在约 150-600 GPa 范围内，LMA 在几乎可以接受的误差范围内有效（<~5%），其中推断密度差异的符号取决于混合物的具体组成。我们还指出，岩石的存在会延迟约 70 GPa 后，1:4 硅-水混合物向超导水的相变。最后，我们指出，电子理论（功能）的选择会影响 EoS，并在密度上引入约 10% 的不确定性。本研究表明行星条件下相图的复杂性，以及更好地理解岩石-水混合物及其对推断行星组成影响的必要性。
引用
@article{arxiv.2409.14932,
title = {The linear-mixing approximation in silica-water mixtures at planetary conditions},
author = {Valiantsin Darafeyeu and Stephanie Rimle and Guglielmo Mazzola and Ravit Helled},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.14932},
year = {2024}
}
备注
Accepted for publication in ApJ