热岩石系外行星上的水

数据表明，大多数轨道周期$p$<100 d的岩石系外行星（“热”岩石系外行星）形成于富气体亚海王星，随后失去了大部分包层，但这些岩石系外行星是否仍拥有大气尚不清楚。我们确定了一条路径， whereby 轨道周期10-100天的1-1.7 $R_{Earth}$（1-10 $M_{Earth}$）岩石系外行星可获得长寿的10-2000 bar、以H$_2$O为主、平均分子量>10的大气。这些大气在行星从亚海王星演化为岩石系外行星的过程中形成。硅酸盐岩浆中由氧化铁还原产生的H$_2$O高度溶于岩浆，形成溶解储库，只要H$_2$主导的大气持续存在，该储库便免受损失。溶解储库的大体量在H$_2$消散后缓冲了H$_2$O大气的损失。在我们的模型中，富星云大气（峰值大气质量分数0.1-0.6 wt%）与氧化岩浆（>5 wt% FeO）的高效相互作用继以大气损失，是产生长寿水主导大气的普遍结果。该想法预言：多数轨道周期10-100天、且半径距半径谷下沿0.1-0.2 $R_{Earth}$以内的岩石行星仍保留H$_2$O大气。此预言可很快用JWST检验，并对凌星超级地球的数据解释有意义。