原行星的巨大碰撞事件：正面碰撞引起的大气侵蚀能量学
摘要：靠近恒星的行星有不断发现的特征在质量上范围从地球到海王星和在半径上大于地球。这些行星的大气层的质量比范围从1%到30%，反映了大气质量比的多样性。这种多样性被认为是由于形成过程或演化中的差异所致。这里我们考虑了在它们的形成后期对行星进行巨大冲击以引起大气层损失。我们进行了光滑粒子流体动力学模拟，研究了初始大气质量比为10%到30%的年轻超级地球遭受冲击引起的大气层损失。我们发现逃逸大气层的动能几乎与冲击动能和合并后核心释放的自引力能之和成正比。我们推导出冲击动能与逃逸大气层质量之间的关系。如果在最流行的岩石行星形成方案的最后阶段需要具有相当质量的行星的大碰撞事件。我们表明，如果冲击是具有相当质量的正面碰撞，则会导致大气层的显著损失。后一事实对具有实质性大气层的岩石行星形成方案提供了限制。
作者：Kenji Kurosaki, Shu-ichiro Inutsuka
论文ID：2307.12782
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-07-25