从碎石积聚形成的岩石亚海王星: 来自被污染包围层的岩石雨
摘要：次内海王星行星在原行星盘中吸积氢-氦(H,He)包层。次内海王星的行星形成模型是由颗粒吸积形成的，形成小型岩心，被污染的H,He包层包围，形成阶段结束时，大部分岩石（硅酸盐）以蒸汽形式存在。预计这种蒸汽会随着行星的冷却而凝结沉降。在本信中，我们研究了凝结降雨的时间尺度及其对热演变的影响。我们计算了由颗粒吸积形成的10个地球质量行星的热和结构演化，考虑到来自硅酸盐降雨（凝结和沉降）和对流混合的物质再分配。我们发现次内海王星的降雨持续时间为十亿年量级，并且随着包层质量的变化而变化：包层质量低于0.75地球质量的行星在不到1个十亿年内时降雨成核-包层结构，而包层质量超过0.75地球质量的H,He行星则会保留一些包层污染物数十亿年之久。降雨释放出的能量使行星的半径膨胀，相对于从简单核心-包层结构开始的行星，会导致基于标准核心-包层结构对观测到的系外行星的H,He含量的估计过高。我们确定了一些可能发生降雨作用的系外行星，这将导致它们的H,He含量被高估多达两倍。未来由PLATO任务进行的精确年龄测量可能会确定形成带有污染包层的行星。
作者：Allona Vazan and Chris W. Ormel
论文ID：2307.14674
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-08-16