K2-138及其他低质量多行星系统的水含量趋势
地球与行星天体物理
2022-04-27 v1
摘要
超级地球与亚海王星已在多行星系统中同时被发现，表明它们适于在同一环境下研究组成与形成。我们对五个多行星系统进行了均匀的内部结构分析，以探索组成趋势及其与行星形成的关系。对于K2-138，我们给出了修正后的质量和宿主恒星化学丰度，以改进对行星内部的约束。我们对恒星光谱进行逐线差分光谱分析以获取其化学丰度与行星参数。我们选取拥有五颗及以上低质量行星且具备质量和半径数据的多行星系统。我们对K2-138、TOI-178、Kepler-11、Kepler-102和Kepler-80系统进行了均匀的内部结构分析，并在假设挥发层由蒸汽与超临界相水构成的条件下估算其行星的挥发质量分数。我们的内部-大气模型考虑了辐照对表面条件的影响。K2-138内侧行星的挥发质量分数随距宿主恒星距离增加而上升，而外侧行星呈现近似恒定的水含量。这与先前使用相同内部-大气模型在TRAPPIST-1中观测到的趋势类似。Kepler-102系统可能呈现该趋势。在所有多行星系统中，内侧行星的低挥发质量分数可能源于大气逃逸，而外侧行星较高的挥发质量分数则可能是冰线附近富冰物质吸积后向内迁移的结果。Kepler-102与Kepler-80的内侧行星具有高空核质量分数，可能源于地幔蒸发、撞击或于岩线附近形成。
引用
@article{arxiv.2201.11532,
title = {Water content trends in K2-138 and other low-mass multiplanetary systems},
author = {Lorena Acuña and Theo Lopez and Thierry Morel and Magali Deleuil and Olivier Mousis and Artyom Aguichine and Emmanuel Marcq and Alexandre Santerne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.11532},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 4 figures. Accepted for publication in A&A