岩石行星的热演化与磁场历史

我们提出一个耦合 Henyey 求解器的热演化模型，以研究岩石行星可能在其液态铁核和/或岩浆洋中维持发电机的条件的情形。我们通过求解地幔与核的能量平衡方程来计算行星热剖面的演化。我们使用修正的混合长理论来模拟岩浆洋与固态地幔中的对流热流。此外，通过包含 Henyey 求解器，我们自洽地考虑了因行星收缩（膨胀）引起的内部结构及加热（冷却）调整。我们利用临界磁雷诺数评估发电机能否运行。我们运行模拟以探索行星质量（$M_{pl}$）、核质量分数（CMF）与平衡温度（$T_{eq}$）如何影响可能发电机源的演化与寿命。我们发现 $T_{eq}$ 决定了岩浆洋的固化机制，且仅有熔融分数大于临界值 0.4 的层才可能贡献于岩浆洋中的发电机源区。我们发现由 $M_{pl}$ 与 CMF 决定的地幔质量控制着对铁核的热隔离效应。此外，我们显示液态核的寿命随行星质量增大而更长。对于 40$\ \mathrm{Wm^{-1}K^{-1}}$ 的核热导率，1$M_{\oplus}$ 行星铁核中发电机的寿命受液态核寿命限制，而 3$M_{\oplus}$ 行星则受缺乏热对流限制。