超地球系运行于晚 M 型星系的水演化与库存

围绕 M 型恒星的超地球系可能是宇宙中最常见的可居住行星。然而，它们的可居住性可能受到来自宿主星的强烈辐射的威胁，这会驱动水分蒸发并导致表面干旱化。我们展示了针对质量为 $1-8 M_\oplus$ 的地球型行星在晚 M 型恒星居住区内的水循环盒模型的模拟结果，涉及内部与大气之间的循环以及对太空的损失。能量限制损失随行星质量而减小，而扩散限制损失随质量而增大。 Depending on 其在居住区中的位置，一颗 $1 M_\oplus$ 行星如果初始拥有 3-8 个地球海洋，最终可能形成类似地球的海洋和暴露大陆的表面；对于 $8 M_\oplus$ 超地球，范围为 3-12 个地球海洋。初始拥有更多水的行星会形成水世界，没有暴露的大陆；而初始拥有较少水的行星则在 50 亿年后会呈干旱化表面。由于地球型行星的幔体可以容纳远超当前地球大气中水量的水量，因此我们的所有模拟都不会产生沙丁星球——此类星球可能比此前所想的更常见。此外，较大质量的行星会有更多水分被锁定在幔体中。在居住区内侧位置的超地球倾向于最终形成水世界或呈干旱化表面；只有狭窄的初始水库范围才能形成类似地球的表面。