岩石行星围绕M型恒星运行时，岩浆海洋在维持表面水的作用
摘要：M-矮星上运行的类地行星，M-地球，目前是寻找生命特征的最佳目标。我们所了解的生命需要水。M-地球的适居性受到了水向太空的流失的威胁：来自年轻的M-矮星的高辐射通量可能会导致本来适居的行星流失3-20个地球海洋的水。我们开发了一个针对地球质量类地外行星的0-D盒状模型，它们位于适居带内，在地表岩浆海洋阶段和更长的深水循环阶段中追踪水向太空流失和储层之间的交换。其关键特征是地表岩浆海洋的持续时间，假设与失控温室效应同时发生。这个时间尺度可以区分脱水行星、地幔脱水但地表水仍然丰富的行星以及地幔中有大量水的行星。较长寿命的地表岩浆海洋有助于M-地球保持水分：岩浆中的水的溶解可以在主星M-矮星最早、最活跃的阶段提供对水流失的壁垒，具体取决于岩浆的水饱和限制。尽管寿命较短的基底岩浆海洋对地表适居性有益，但寿命较长的基底岩浆海洋可能会将大量水储存在地幔中，损害地表适居性。我们发现，岩浆海洋和深水循环可以在适居带内围绕晚期M-矮星维持或恢复类地行星的适居地表条件——如果这些行星形成时缺少约10个地球海洋的水，它们原本将会变得干旱。
作者：Keavin Moore, Nicolas B. Cowan, Charles-''Edouard Boukar''e
论文ID：2308.00585
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-08-02