凌星巡天发现的、环绕太阳型恒星的 occurrence-weighted 中位行星及其对行星形成与演化的启示

由于行星出现率和原初大气保留概率随周期增加，凌星巡天发现的 occurrence-weighted 中位行星可能与通常用于标定质量—半径关系和行星形成模型的、经大气逃逸塑造的低出现率短周期行星大不相同。对迄今由凌星巡天发现的、环绕太阳型恒星的低质量行星的一条 occurrence-weighted 质量—半径关系要求 occurrence-weighted 中位地球质量和海王星质量行星均拥有其质量百分之几的氢/氦（H/He）大气。与在原生太阳星云消散后很久才完成形成的地球不同，这些 occurrence-weighted 中位地球质量行星必定在其系统历史早期就已形成。地球质量行星周围存在显著的 H/He 大气证实了行星形成核吸积模型的一个重要预言。它还意味着核质量$M_{\text{c}}$在$2~M_{\oplus}\lesssim M_{\text{c}}\lesssim 8~M_{\oplus}$范围内，能够保留其原初大气。如果大气逃逸由极端紫外（EUV）通量引起的光蒸发驱动，则我们的观测要求降低光蒸发模型中通常假设的入射 EUV 通量转化为功的比例。如果大气逃逸由核驱动，则 occurrence-weighted 中位地球质量行星必须具有较大的邦德反照率。与至少拥有其质量 10% 的 H/He 大气的天王星和海王星相反，这些 occurrence-weighted 中位海王星质量行星是贫 H/He 的。其暗示是它们经历了碰撞，或形成于其母体原行星盘中比天王星和海王星在原生太阳星云中的形成位置寿命更短和/或温度更高的区域。