Laboratory Simulations of Haze Formation in the Atmospheres of super-Earths and mini-Neptunes: Particle Color and Size Distribution
超级地球和迷你海王星是约3500颗已确认的系外行星中最丰富的行星类型，预计将呈现出各种各样的大气成分。最近超级地球和迷你海王星的透射光谱已经证明了系外行星在其大气层的高海拔处有薄雾/云层的可能性。然而，这些粒子在系外行星大气中的组成、尺寸分布和光学性质却知之甚少。在这里，我们介绍了在一系列行星大气条件下光化学雾霾形成的实验室研究结果，以及对产生的雾霾颗粒颜色和尺寸的观察结果。我们发现，大气温度和金属含量强烈影响颗粒的颜色和大小，从而改变颗粒的光学性质（例如，吸收率、散射等）;在更大的范围内，这会影响系外行星的大气和地面温度，以及它们潜在的可居住性。我们的研究结果提供了对烟雾形成和颗粒特性的限制，这些限制可以作为系外行星大气建模的关键输入，并指导未来使用凌日系外行星勘测卫星（TESS），詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）和宽视场红外勘测望远镜（WFIRST）对超级地球和迷你海王星的观测。
2018-03-05 astro-ph.EP
A giant comet-like cloud of hydrogen escaping the warm Neptune-mass exoplanet GJ 436b
由于极端的辐射，靠近母恒星的系外行星可能会失去一部分大气层。大气质量损失主要影响低质量的系外行星，这表明热岩石行星可能开始时像海王星一样，但随后失去了所有的大气层;然而，迄今为止还没有可靠的测量数据。当行星及其逃逸的大气层经过恒星时，可以在紫外光谱中观察到这种损失的特征，从而产生比光谱更深和更长的过境特征。在这里，我们报告说，在紫外线的海王星质量的系外行星GJ 436 b（也被称为格利泽436 b）的过境深度为56.3 +/- 3.5%（1西格玛），远远超过0.69%的光学过境深度。紫外线凌日重复地在光学凌日之前约2小时开始，在光学凌日之后约1小时结束，这与之前的一项声明（基于不准确的星历）有很大不同。我们由此推断，这颗行星被一个主要由氢原子组成的大型外逸层云所包围和跟踪。我们估计质量损失率在~10^8-10^9 g/s之间，这在今天还太小，不足以在母星的一生中耗尽类海王星行星的大气，但在过去会更大。
2015-06-24 astro-ph.EP
The Formation of Uranus & Neptune: Challenges and Implications For Intermediate-Mass Exoplanets
在本文中，我们研究了天王星和海王星的形成，根据核心成核吸积模型，考虑形成位置从12到30 AU从太阳，并与不同的磁盘固体表面密度和核心吸积率。它表明，为了形成类天王星和类海王星行星的最终质量和固气比，非常具体的条件是必需的。我们还表明，当最近提出的高固体吸积率假设，随着固体表面密度约10倍的最小质量的太阳星云，在形成天王星和海王星在大的径向距离的挑战不再是形成时间尺度，而是找到这些行星的最终质量和组成的协议。事实上，这些条件更有可能导致气体巨行星。散射的星子形成行星的核心被认为是一个重要的影响，在较大的距离。我们的研究强调了原行星盘和行星胚胎出生环境的不同（即使是轻微的）条件如何导致最终质量和成分（固气比）非常不同的行星的形成，这自然解释了中等质量系外行星的巨大多样性。
2014-04-20 astro-ph.EP
A Sub-Neptune Exoplanet with a Low-Metallicity Methane-Depleted Atmosphere and Mie-Scattering Clouds
由于在太阳系中没有类似的行星，数千颗质量和半径介于地球和海王星之间的系外行星的发现是系外行星科学的一大惊喜。这些超级地球和次海王星可能代表了行星形成的最常见结果。质量和半径的测量表明，大体积组成的多样性比气体巨星要大得多;然而，分子吸收的直接光谱检测和对气体混合比的限制在很大程度上仍然局限于比海王星更大的行星。在这里，我们分析了哈勃/斯皮策太空望远镜数据集的12次凌日和20次日食的次海王星GJ 3470 b，其质量为12.6 $M_\oplus$，使其接近以前研究的外海王星（22-23 $M_\oplus$）和已知具有岩石密度的系外行星（7 $M_\oplus$）之间的中点。经过多年的积累，我们的数据集提供了对水吸收（>5 $σ$）的稳健检测和对迄今为止辐射最低的行星的热发射检测。我们揭示了一个低金属含量，氢为主的大气类似于一个气体巨星，但强烈耗尽甲烷气体。低的，接近太阳的金属丰度（O/H=0.2-18）对低质量下潜在的行星形成过程以及随后的固体吸积设置了重要的限制。甲烷丰度低表明甲烷被破坏的效率比以前预测的要高得多，这表明CH $_4$ /CO转换曲线必须重新审视近距离行星。最后，我们还发现在2-3 $μ$米米氏散射特性的云不透明度急剧下降，这使得对云颗粒大小的限制变窄，并使GJ 3470 b成为JWST中红外表征的关键目标。
2019-06-30 astro-ph.EP
Rayleigh Scattering in the Atmosphere of the Warm Exo-Neptune GJ 3470b
GJ 3470 b是一颗温暖的海王星大小的行星，它正穿过一颗M矮星。像其他少数已经获得透射光谱的小型系外行星一样，GJ 3470 b在近红外和中红外波段表现出平坦的光谱。最近，在其大气中探测到瑞利散射的尝试性报道。这个信号表现为观测到的行星半径随着可见光波长的减小而增加。我们着手验证这一探测结果，并利用LCOGT网络和柯伊伯望远镜在四个不同的波段（Sloan g '，Sloan i'，Harris B和Harris V）观察了这颗行星的几次凌日。我们的分析揭示了一个强大的瑞利散射斜率，从而证实了以前的结果。这使得GJ 3470 b成为已知最小的具有瑞利散射检测的系外行星。我们发现，最合理的情况是氢/氦为主的大气层覆盖的云，模糊的红外线和薄雾，从而引起可见光散射的吸收功能。我们的研究结果表明，即使使用米级望远镜，也可以从地面进行系外行星大气特征描述。
2015-11-17 astro-ph.EP
Vibrationally excited H2 mutes the He i triplet line at 1.08 μm on warm exo-Neptunes
振动激发的H2可减弱温暖系外海王星的He i三重线吸收，影响其大气层辐射特性。
2025-11-26 astro-ph.EP
Inferring Shallow Surfaces on sub-Neptune Exoplanets with JWST
比海王星小而比地球大的行星构成了大多数已发现的系外行星。那些具有富含H $_2$的大气层的行星是大气特性的主要目标。超级地球和次海王星这两个主要类别之间的过渡尚不清楚，因为岩石表面可能无法进行观测。已经提出跟踪几种痕量气体（特别是氨（NH $_3$）和氰化氢（HCN）的损失）作为浅表面存在的替代。在这项工作中，我们重新详细研究了氮转化的拟议机制，并发现其时间尺度为一百万年。NH $_3$具有双路径转换为N $_2$或HCN，这取决于恒星的紫外辐射和系统的阶段。此外，甲醇（CH $_3$ OH）被确定为一个强大的和互补的代理浅表面。我们按照基准的例子K2- 18 b与二维光化学模型（VULCAN）在赤道平面上。我们发现一个相当均匀的成分分布低于0.1毫巴的控制的向阳面，由于缓慢的化学演变。NH $_3$和CH $_3$ OH被认为是詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）时代推断亚海王星表面的最明确的代理。
2021-11-11 astro-ph.EP
Clouds and Clarity: Revisiting Atmospheric Feature Trends in Neptune-size Exoplanets
本文重新分析15个物理性质相近的系外海王星透射光谱，利用凝结云与烃霾模型约束其低云沉降效率、高金属度及温度相关衰减，并提出JWST应优先观测较冷、大气更清晰的目标。
2024-01-18 astro-ph.EP
Orbital misalignment of the Neptune-mass exoplanet GJ 436b with the spin of its cool star
恒星的自转与其行星的轨道平面之间的夹角可以追溯出行星系的历史。靠近冷恒星的系外行星，由于与恒星对流包层的强烈潮汐相互作用，预计将在圆形的对齐轨道上运行。当行星经过它的恒星时，可以测量自旋轨道对准，但是这种基于地面的光谱测量对于冷却，缓慢旋转的恒星来说是具有挑战性的。在这里，我们报告的表征行星的三维轨迹围绕M矮星，来自映射的恒星光球沿弦的行星通过的光谱。我们发现海王星质量的系外行星GJ 436 b的偏心轨道几乎垂直于恒星赤道。在冷恒星周围，令人惊讶的离心率和未对准都可能是由于与尚未发现的外伴星的动力学相互作用（通过Kozai迁移）造成的。GJ 436b的这种向内迁移可能引发了现在维持其巨大外逸层的大气逃逸。因此，在靠近冷恒星的轨道上运行的偏心、错位的系外行星可能暗示了看不见的扰动的存在，并说明了在系外行星系统中看到的轨道结构的多样性。
2017-12-18 astro-ph.EP
The Metal-Rich Atmosphere of the Neptune HAT-P-26b
透射光谱学使得能够精确测量许多巨大系外行星的大气H2O丰度。对于热木星来说，将H2O丰度与金属丰度联系起来提供了对其形成条件的有力探测。然而，对海王星质量系外行星的金属丰度测量现在才变得可行。外海王星被认为拥有超太阳的金属丰度，来自于富H2O和富固体的微行星的吸积。然而，对海王星外HAT-P-26 b的初步调查表明，它的金属丰度比行星形成的核心吸积理论和天王星和海王星对太阳系的预期要低得多。在这里，我们报告了一个广泛的大气检索分析HAT-P-26 b，结合所有可用的观测，揭示其组成，温度结构和云的特性。我们的分析显示，大气中含有1.5（+2.1）（-0.9）%的H2O，O/H为18.1（+25.9）（-11.3）x太阳能，C/O < 0.33（至2 $σ$）。这更新的金属丰度，最精确的外海王星金属丰度报告日期，表明形成历史与显着的星子吸积，虽然低于天王星和海王星。我们还报告了在4.1 $σ$置信度下金属磨损的证据。潜在候选物被鉴定为TiH（3.6 $σ$）、CrH（2.1 $σ$）或ScH（1.8 $σ$）。维持气相金属在导出的温度（~560 K），需要强大的不平衡过程或外部补充。最后，我们模拟了HAT-P-26 b的JWST保证时间观测。假设成分与当前观测结果一致，我们预测JWST可以检测H2O（29 $σ$）、CH 4（6.2 $σ$）、CO2（13 $σ$）和CO（3.7 $…
2019-03-21 astro-ph.EP
Transmission Spectrum of the Benchmark Temperate Exo-Neptune TOI-1231 b
School of Physics and Astronomy, Cardiff University（卡迪夫大学物理与天文学学院）；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文研究所）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Space Science Institute（空间科学研究所）
利用JWST NIRISS和NIRSpec G395H观测温带系外海王星TOI-1231 b的透射光谱，首次获得温带系外海王星光谱，检测到CH₄和CO₂，支持其具有深厚H₂富集大气，为次海王星研究提供基准。
2026-07-02 astro-ph.EP
Atmosphere Origins for Exoplanet Sub-Neptunes
行星的2 $R_{\oplus}$ < $R$ < 3 $R_{\oplus}$和轨道周期$<$ 100 d是丰富的;这些亚海王星系外行星还没有得到很好的理解。例如，$Kepler$亚海王星可能有与其大气层接触的深层岩浆海洋，但对岩浆对大气层的影响知之甚少。在这里，我们使用一个基本模型来研究这种效应，假设挥发分在$T$ $\sim$ 3000 K时与岩浆平衡。对于我们的Fe-Mg-Si-O-H模型系统，我们发现岩浆与大气之间的化学反应和挥发分溶解到岩浆中都是重要的。因此，岩浆很重要。对于H，大多数摩尔进入岩浆，因此H $_2$吸积和H $_2$损失模型的质量目标比通常假设的更重。已知的岩浆氧化状态跨度可以产生半径相同但总挥发质量相差20倍的亚海王星。因此，行星半径是大气成分的代用指标，而不是挥发物总含量的代用指标。这种氧化还原多样性简并可以通过测量大气平均分子量来打破。我们强调星云气体对H $_2$的供应，但也考虑了固体来源的H $_2$ O。我们发现，添加H $_2$ O到Fe可能不能使足够的H $_2$来解释亚海王星半径，因为$>$ 10 $^3$ -km厚的脱气大气具有高的平均分子量。岩浆-大气平衡假说将大气H $_2$ O/H $_2$比值等观测值与岩浆FeO含量和行星形成过程联系起来。我们的模型的准确性是有限的，缺乏实验（实验室和/或数值），是特定于亚海王星;我们提倡这样…
2020-01-25 astro-ph.EP
Mass-Radius Relations and Core-Envelope Decompositions of Super-Earths and Sub-Neptunes
许多系外行星的半径都在1-4个地球半径之间，介于地球和海王星之间。其中一些已知具有与固体成分一致的密度，而另一些则是“亚海王星”，可能具有显著的氢氦包层。未来的调查无疑将大大增加这些人口。为了了解这些行星的测量质量和半径如何告知它们的结构和组成，我们为固体分层行星和具有固体核心和气体外壳的行星构建模型，探索一系列核心质量，氢氦外壳质量和相关的外壳熵。对于在超级地球/次海王星政权的半径和质量进行测量的行星，我们估计每个是如何划分成一个固体核心和气体信封，关联特定的核心质量和信封质量与给定的系外行星。我们进行这种分解的“类地球”岩石铁核心和纯冰核心，并发现，必要的气体包层质量为这个重要的子类的系外行星必须非常广泛的范围从零到许多地球质量，即使是一个给定的核心质量。这一结果对系外行星的形成和包层蒸发过程具有重要意义。
2014-04-28 astro-ph.EP
Not All Sub-Neptune Exoplanets Have Magma Oceans
本文通过内部结构建模探索亚海王星表面条件，发现相当一部分行星可能没有现今岩浆海洋，尤其是高大气平均分子量和大包层质量分数的行星更可能具有固态硅酸盐表面，为解释JWST观测提供关键背景。
2025-11-07 astro-ph.EP
Hot Exoplanet Atmospheres Resolved with Transit Spectroscopy (HEARTS) V. Detection of sodium on the bloated super-Neptune WASP-166b
本文利用 HARPS 透射光谱在膨胀超海王星 WASP-166b 上探测到中性钠，揭示了谱线展宽与高辐照世界膨胀特性的联系，并解释了先前未探测到钠的原因是恒星钠谱线轨迹中的高噪声。
2020-07-03 astro-ph.EP
Discovery of a Transiting Adolescent Sub-Neptune Exoplanet with K2
恒星年龄在系外行星的测量属性和发生率中的作用还没有得到很好的理解。这部分是由于缺乏已知的年轻行星，以及大多数系外行星宿主恒星的年龄测定的不确定性。年龄受到严格限制的系外行星，特别是那些年轻的系外行星，可以作为研究的基准，以限制与行星相关的进化时间尺度。这种时间尺度可能涉及轨道迁移、引力收缩或大气光蒸发等机制。在这里，我们报告发现一个青少年过境亚海王星从K2测光的低质量恒星K2-284。根据多个年龄指标，我们估计该恒星的年龄为1.2亿年，68%的置信区间为1亿-7.6亿年。K2-284 b的大小（$R_P$ = 2.8 $\pm$ 0.1 $R_\oplus$）加上它的年轻，使它成为一个有趣的案例研究的光蒸发模型，预测增强大气质量损失在早期演化阶段。
2018-11-09 astro-ph.EP
The formation of mini-Neptunes
小海王星似乎是常见的行星。在这项工作中，我们调查可能的形成历史和预测的发生率的迷你海王星假设行星的形式超越了冰线。我们认为卵石和星子吸积占信封富集和两个不同的不透明度条件。我们发现，当包括挥发物的包层富集时，迷你海王星的形成是一个相对频繁的输出，并且存在一个相对较低的固体吸积速率（每年约10^{-6}个地球质量）的迷你海王星形成的“最佳点”。这个速率对于低/中等质量的原行星盘和/或低金属丰度的盘是典型的。随着卵石的吸积，包层富集和高不透明度有利于迷你海王星的形成，在大的半长轴（~30 AU）和低盘粘度下更有效地形成。对于星子吸积，这样的行星也可以在没有富集的情况下形成，不透明度是生长历史和有利形成位置的关键方面。最后，我们表明，海王星类行星的形成仍然是一个挑战的行星形成理论。
2017-09-14 astro-ph.EP
HAT-P-26b: A Neptune-Mass Exoplanet with a Well Constrained Heavy Element Abundance
巨行星质量和大气重元素丰度之间的相关性是在上个世纪对我们太阳系行星的观测中首次发现的，并成为行星形成理论的基石。利用哈勃和斯皮策太空望远镜从0.5到5微米的数据，我们对海王星质量的系外行星HAT-P-26 b进行了详细的大气研究。我们检测到突出的H2O吸收带的透射光谱中的最大基峰振幅为525 ppm。利用水丰度作为金属丰度的替代，我们测量了HAT-P-26 b的大气重元素含量[4.8（-4.0 +21.5）倍太阳能]。这可能表明HAT-P-26 b的大气层是原始的，并且在其盘寿命的后期获得了气体包层，几乎没有来自富含金属的微行星的污染。
2017-05-11 astro-ph.EP
Superabundance of Exoplanet Sub-Neptunes Explained by Fugacity Crisis
半径为2-3 $R_\bigoplus$的凌日行星比更大的行星要多得多。我们认为，这种下降是如此突然，因为在$R$ $\sim$ 3 $R_\bigoplus$，大气层的基础压力足够高，大气很容易溶解成岩浆，这种隔离作为一个强大的刹车进一步增长。这个想法的可行性证明了使用一个简单的模型。我们的研究结果支持广泛的岩浆-大气平衡亚海王星，亚海王星的形成和大气化学的许多影响。
2019-12-05 astro-ph.EP physics.geo-ph
A long spin period for a sub-Neptune-mass exoplanet
针对低密度亚海王星HIP 41378 f，研究开发greenlantern代码并用MCMC拟合K2凌星数据，约束其扁率并推断自转周期至少为15.3小时。
2025-02-17 astro-ph.EP
Spectrally resolved helium absorption from the extended atmosphere of a warm Neptune-mass exoplanet
恒星加热导致靠近的系外行星的大气层膨胀和逃逸。这些扩展的大气很难观测，因为它们的主要光谱特征--紫外波长的中性氢--被星际介质强烈吸收。我们报告的近红外三重中性氦在过境温暖的海王星质量系外行星HAT-P-11b使用地基，高分辨率观测检测。氦特征在两次独立的凌日中是可重复的，平均吸收深度为1.08+/-0.05%。通过对该行星上层大气的3D模拟来解释吸收光谱，表明它延伸到5个行星半径之外，具有大尺度的高度和氦质量损失率< 3x10^5 g/s。吸收的净蓝移可能是由高空风以3 km/s的速度从白天向黑夜流动造成的。
2018-12-05 astro-ph.EP
A featureless transmission spectrum for the Neptune-mass exoplanet GJ 436b
GJ 436 b是一颗温暖的太阳系外行星，大约800 K，周期性地遮蔽其低质量（太阳质量的一半）的宿主恒星，并且是少数几个可以详细描述的海王星质量行星之一。先前的观测表明，它的大气中甲烷与CO的比例比在这些温度下以氢为主的大气模型预测的小100，000倍。最近的一项研究提出，如果行星大气中比H和He重的元素显着增加，这种不寻常的化学物质可以解释。在这项研究中，我们提出了补充观测GJ 436 b的大气层在过境期间获得的。我们的观测表明，这颗行星的透射光谱实际上是没有特征的，排除了无云、以氢为主的大气模型，其显著性极高，为48 σ。测得的光谱与位于约1毫巴压力下的高云或薄雾层或相对贫氢（3%的氢和氦质量分数）的大气成分一致。
2014-01-14 astro-ph.EP
Photochemistry in Terrestrial Exoplanet Atmospheres III: Photochemistry and Thermochemistry in Thick Atmospheres on Super Earths and Mini Neptunes
一些超级地球和迷你海王星可能会有厚厚的大气层，而不是H2占主导地位。我们已经开发了一个光化学-热化学动力学传输模型，用于探索超级地球和迷你海王星上厚大气的组成，适用于H2为主的大气和非H2为主的大气。使用这个模型来研究厚大气的温度和元素丰度范围很广，我们把它们分为富氢大气，富水大气，富氧大气和富烃大气。我们发现，碳的形式是CO2，而不是CH 4或CO在H2贫水占主导地位的厚的气氛，并从氧贫富碳气氛中的轻元素的优选损失导致不饱和烃（C2 H2和C2 H4）的形成。我们应用我们的自洽大气模型来计算已知的过境低质量系外行星GJ 1214 b，HD 97658 b和55 Cnc e的光谱和诊断功能。对于GJ 1214 b类行星，我们发现：（1）C_2H_2在1.0和1.5微米的透射特征和C_2H_2和C_2H_4在9-14微米的热辐射特征是富烃大气的诊断特征;（2）探测到水蒸气特征和确认不存在甲烷特征将为大气以水为主提供足够的证据。总的来说，我们的模拟表明，在解释超级地球/迷你海王星的光谱时，必须考虑化学稳定性。水占主导地位的大气只存在于碳氧比远低于太阳比的情况下，这表明这种大气可能很罕见。
2014-01-05 astro-ph.EP
Possible in situ formation of Uranus and Neptune via Pebble Accretion
天王星和海王星的起源仍然未知。特别是，对于行星形成模型来说，在太阳星云的预期寿命内形成行星是一个挑战。在本文中，我们模拟了天王星和海王星通过卵石吸积的原位形成，并表明这两颗行星可以在其当前位置的~ 300万年内形成，并具有与结构模型预测的重元素H-He比率一致的最终成分。我们发现天王星和海王星可能是在它们现在的位置形成的。在几种情况下，一些地球质量的重元素丢失，这表明天王星和/或海王星可能已经吸积了$\sim$ 1 - 3 M地球质量的重元素后，通过星子吸积和/或巨大的影响形成。
2022-03-13 astro-ph.EP
New Frontiers for Terrestrial-sized to Neptune-sized Exoplanets In the Era of Extremely Large Telescopes
调查显示，类地到海王星大小的行星（1 $< R <$ 4 R $_{\rm{Earth}}$）是我们银河系中最常见的行星类型。探测和描述这些围绕附近恒星的小行星是理解系外行星多样性的关键，并将最终解决宇宙中生命无处不在的问题。以下基本问题将推动未来十年及以后的研究：（1）作为恒星质量的函数，类地行星到海王星大小的行星在其宿主恒星的几个天文单位内有多常见？(2)行星的组成如何取决于行星的质量、轨道半径和宿主恒星的性质？(3)最近的世界的能量收支、大气动力学和气候是什么？解决这些问题需要：a）衍射限制的空间分辨率; b）稳定性和可实现的对比度由自适应光学提供;和c）超大望远镜（ELT）的聚光能力，以及多波长观测和全面的美国ELT计划实现的全天覆盖。在这里，我们提供了一个挑战的概述，并成功的承诺，在检测和全面表征周围的小世界非常接近太阳的恒星与ELTs。本白皮书扩展和补充了国家科学院关于系外行星科学战略和天体生物学战略的报告中发表的发现和建议中的材料，以寻找宇宙中的生命。
2019-03-18 astro-ph.EP
Water Vapour Absorption in the Clear Atmosphere of an exo-Neptune
到目前为止，透射光谱学已经在木星大小的系外行星中检测到原子和分子吸收，但是在过境期间测量较小（海王星大小）行星大气中分子吸收的密集努力只显示了无特征的光谱。由此得出的结论是，大多数小而温暖的行星在其大气层中进化以维持高平均分子量，不透明的云或散射的薄雾，模糊了我们观察这些大气层组成的能力。在这里，我们报告的观察HAT-P-11b（~4地球半径）从光学到红外的透射光谱。我们在1.4微米波长处检测到水蒸气吸收。水吸收的幅度（约为百万分之250）表明行星大气在~1毫巴以下主要是清洁的，并且足够富含氢以显示大尺度高度。该光谱表明行星大气的重元素丰度上限约为太阳的700倍。这与行星形成的核心吸积理论非常一致，在该理论中，气体巨行星通过直接将原行星星云中富含氢的气体吸积到一个巨大的岩石或冰的核心上来获得它们的大气层。
2014-09-29 astro-ph.EP
The hot Neptune WASP-166 b with ESPRESSO III: A blue-shifted tentative water signal constrains the presence of clouds
通过高分辨率光谱学，我们可以研究系外行星的大气层，了解它们的化学成分、温度分布以及云和风的存在，主要是在炎热的巨行星上。最先进的仪器正在将这些研究推向更小的系外行星。特别令人感兴趣的是“海王星沙漠”中的几颗行星，缺乏海王星大小的行星在其宿主周围的近轨道上。在这里，我们评估了一颗这样的行星中是否存在水，这颗膨胀的超级海王星WASP-166 b，它在5.4天的短轨道上绕着一颗F9型恒星运行。尽管它的轨道很近，但WASP-166 b保留了它的大气层，使其成为沙漠中系外行星大气研究的基准目标。我们分析了两个凌日观察到的可见光与ESSEMO。我们通过主成分分析从地球的大地吸收中清除光谱，这对于在系外行星中寻找水至关重要。我们使用互相关的可能性映射，同时估计水的丰度和云层的高度，这指向一个低的水丰度和/或高云的限制。我们试探性地检测到一个水信号蓝移~5 km s-1的行星静止框架。注入和检索模式光谱表明，太阳成分，无云的大气将被检测到在高的意义。由于ESTERO的能力和VLT的收集能力，这只能在可见光中实现。这项工作提供了对海王星沙漠行星WASP-166 b的进一步了解，该行星将与JWST一起观测。
2023-02-09 astro-ph.EP
Exoplanet Orbital Distribution around FGK Sun-like Host Stars II: a valley in the orbital semi-major axis distribution of sub-Neptunes
University of Oslo（奥斯陆大学）；Harvard University（哈佛大学）；Natural History Museum, University of Oslo（奥斯陆大学自然历史博物馆）；Konkoly Observatory, HUN-REN CSFK（孔科利天文台，匈牙利研究与教育网络科学院）
研究通过分析行星轨道分布，发现亚海王星轨道半长轴分布中存在谷值，推测其可能与盘内驻波有关，为行星形成机制提供新证据。
2026-04-09 astro-ph.EP
A High Internal Heat Flux and Large Core in a Warm Neptune Exoplanet
本研究结合多台望远镜数据获取暖海王星WASP-107b的全色透射光谱，检测到多种分子并约束其大气与内部参数，证实潮汐加热是这类系外行星大气化学与内部结构的关键调控过程。
2024-05-17 astro-ph.EP
Bulk Composition of GJ 1214b and other sub-Neptune exoplanets
GJ1214 b在已探测到的低质量系外行星中脱颖而出，因为它是迄今为止唯一一颗适合透射光谱的系外行星。迄今为止，虽然大多数研究表明它是一种高分子量的大气，但关于它的外壳的组成还没有达成共识。特别是，目前还不清楚氢和氦是否存在，或者大气层是否以水为主。在这里，我们提出的结果，通过使用内部结构和进化模型，以适应质量和半径数据的信封的组成。通过检查水和H/He的所有可能的混合物，以及相应的不透明度，我们发现GJ1214 b的H/He的体积量至多为7质量%。一般来说，我们发现温暖的亚海王星的半径对H/He的量最敏感。我们注意到，到目前为止，除了两颗（Kepler-11e和Kepler-30b）外，所有（Kepler-11b，c，d，f，Kepler-18b，Kepler-20b，55Cnc-e，Kepler-36c和Kepler-68b）发现的低质量行星的H/He小于10%。事实上，Kepler-11e和Kepler-30b分别有10 - 18%和5 - 15%的H/He。相反，几乎无法确定亚海王星行星的H2O或岩石含量。我们发现，虽然100%的水成分符合GJ1214 b的数据，但基于地层限制，预计该行星上存在较重的耐火材料，因此，比所需的水轻的成分也是如此。通过透射光谱法对GJ1214 b的高层大气成分进行可靠的测定，将有助于确定大气和包层之间的成分分离程度。
2013-06-14 astro-ph.EP
Detection of Helium in the Atmosphere of the Exo-Neptune HAT-P-11b
在10，833 nm波长的氦吸收三重态被提议作为探测系外行星逃逸大气的一种方法。最近，哈勃太空望远镜（HST）WFC 3对热木星WASP-107 b的观测首次发现了这一特征。我们使用类似的HST/WFC 3观测，以探测热海王星HAT-P-11 b大气中的氦在$4σ$的置信水平。我们比较我们的观察网格的一维模型的流体动力学逃逸，以限制热层温度和质量损失率。我们发现，我们的数据是最好的拟合模型与高质量损失率的$\dot{M} \approx 10^{9}$ - $10^{11}$ g s $^{-1}$。虽然我们没有直接探测到行星风，但我们的数据与HAT-P-11b正在经历流体动力学大气逃逸的预测一致。尽管如此，质量损失率足够低，以至于这颗行星在其历史上只损失了百分之几的质量，使其整体组成基本上不受影响。这符合人口统计的预期，这表明半径大于2 R $_{\oplus}$的近距离行星形成并保留了H/He主导的大气。我们还确认了用CARMENES仪器获得的HAT-P-11b中氦的独立检测，使其成为第一个从地面和太空设施中检测到相同光蒸发特征的系外行星。
2018-12-05 astro-ph.EP
Most Rocky Sub-Neptunes are Molten: Mapping the Solidification Shoreline for Gas Dwarf Exoplanets
Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文研究所）；Department of Earth Sciences, University of Cambridge（剑桥大学地球科学系）；Atmospheric, Oceanic, and Planetary Physics, Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理学院大气、海洋与行星物理组）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；Department of Earth and Planetary Sciences, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院地球与行星科学系）
研究通过PROTEUS模型分析亚海王星的固态化边界，发现98%的亚海王星可能拥有永久性熔融海洋，揭示其内部结构与大气相互作用的观测特征。
2026-04-24 astro-ph.EP
HST/STIS Lyman-alpha observations of the quiet M dwarf GJ436: Predictions for the exospheric transit signature of the hot neptune GJ436b
中性氢（1215.67埃）的莱曼α（Lya）辐射是低质量恒星（如M矮星）紫外线通量的主要贡献者。它也是用紫外透射光谱学研究凌日系外行星蒸发的上层大气的主要光源。然而，对安静M矮星的Lya发射的观测很少，对于那些拥有系外行星的矮星也不存在。在这里，我们提出了热海王星的宿主星GJ 436与哈勃太空望远镜成像光谱仪（HST/STIS）的Lya观测。我们在Lya的一颗安静的M矮星的第一个分辨的高质量光谱中检测到明亮的发射。使用系外行星的能量图和N体粒子模拟，这种探测使得热海王星的可能的外逸层特征能够被估计为Lya恒星发射中约11%的吸收，典型的质量损失率为10^10 g/s。行星GJ 436 b的大气层被发现是稳定的蒸发，应该很容易用HST观测到。我们还推导出了M矮星X射线和Lya发射之间的相关性。这种相关性将有助于预测行星经过其他安静的M矮星时的蒸发特征。
2011-02-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
K2-110 b - a massive mini-Neptune exoplanet
我们报告发现的系外行星K2-110 b（以前EPIC 212521166 b）从K2测光在13.8637天的周期围绕一个老，贫金属K3矮星。K2-110的V波段幅度为11.9，特别适合RV随访。通过对28个HARPS和HARPS-N光谱的K2测光和高精度RV的联合分析，发现它的半径为2.6 $\pm 0.1 R_{\oplus}$，质量为16.7 $\pm 3.2$ ~M $_{\oplus}$，因此密度为$5.2\pm1.2$ g.cm $^{-3}$，使其成为迄今为止发现的亚海王星半径的最大行星之一。当考虑到压缩时，得到的类地密度最适合于在16.5 M $_{\oplus}$的类地内部有0.2 M的$_{\oplus}$氢大气，尽管行星也可能有大量的水含量。在0.1天文单位，即使考虑到$8 \pm 3$ Gyr的老恒星年龄，这颗行星也不太可能受到EUV蒸发的显著影响。然而，这颗行星可能是盘迁移到它现在的位置，使得缺乏厚厚的H $_2$大气层令人困惑。这一分析使K2-110 b成为最具特征的迷你海王星之一，密度限制在30%以下。
2017-05-29 astro-ph.EP
Evidence for He I 10830 Å~ absorption during the transit of a warm Neptune around the M-dwarf GJ 3470 with the Habitable-zone Planet Finder
了解高温和温暖系外行星外流大气的动力学和运动学对于了解蒸发沙漠附近系外行星的起源和演化历史至关重要。最近，对亚稳态氦原子在10830 Ω ~的共振吸收的地面测量已经成为驱动系外行星大气外流的基础环境的有力探测。我们使用宜居带行星木星（HPF）近红外摄谱仪，在三次凌日期间，报告了在环绕M矮星GJ 3470的温暖海王星的外逸层中He I 10830吸收（等效宽度$\sim$ $0.012 \pm 0.002$）的证据。这标志着He I 10830\的第一个证据，即一颗绕M矮星运行的行星的大气吸收。我们检测到的吸收范围很广，其蓝移翼延伸到-36公里/秒，这是迄今为止文献中报道的最大吸收。基于对GJ 3470紫外和X射线通量的假设，我们模拟了GJ 3470 b外逸层中氦原子的状态，并发现我们对亚稳态氦$(N_{He^2_3S} = 2.4 \times 10^{10} \mathrm{cm^{-2}})$的通量加权柱密度的测量，来自我们的过境观测，与模型一致，在其不确定性范围内。该方法将有助于研究和约束其他系外行星（如GJ 3470 b）的大气外流模型，这些行星靠近蒸发沙漠的边缘。
2020-03-30 astro-ph.EP
Haze Production in the Atmospheres of super-Earths and mini-Neptunes: Insights from the Lab
许多太阳系的大气层都有气溶胶，包括土卫六和冥王星特有的有机烟雾。烟雾颗粒显著影响大气温度结构，并且可以向世界的表面提供有机材料，从而影响其可居住性。对系外行星大气层的观测表明存在气溶胶，特别是在较冷（<800 K），较小（<0.3倍木星质量）的系外行星。目前还不清楚使系外行星大气的光谱特征消失的气溶胶是冷凝云还是光化学烟雾，这很难仅从理论上预测。我们在这里提出的第一个实验室烟雾模拟实验的大气成分预计超级地球和迷你海王星。我们探索了从300到600 K的温度和一系列大气金属含量（100倍、1000倍、10000倍太阳能）;所有的模拟大气都产生了粒子，（300和400 K）1000倍太阳金属丰度（“H2O主导”，富含CH 4）实验显示出比我们的标准Titan模拟更高的霾产生速率（约10 mg/hr，而Titan为7.4 mg/hr）。然而，粒子的产生速率变化很大，测量的速率低至0.04毫克/小时（100倍太阳金属丰度，600 K）。在这里，我们表明，我们应该期待一些，但不是全部，超级地球和迷你海王星的大气层拥有厚厚的光化学产生的阴霾。
2018-01-19 astro-ph.EP
Non-detection of Helium in the Upper Atmospheres of Three Sub-Neptune Exoplanets
我们提出了在三个亚海王星大小的行星的上层大气中寻找氦，以调查这些无处不在的物体的起源。低密度行星中氦的检测将成为原行星星云吸积初级大气存在的强有力证据，因为预计岩石行星的次级大气中不会存在大量氦。我们使用Keck+NIRSPEC获得了行星GJ1214b，GJ9827d和HD97658b围绕10，833 Ang He三重态特征的高分辨率凌日光谱。我们没有检测到任何行星的氦吸收，尽管达到了高水平的灵敏度。我们通过比较一维模型的网格与数据，使用未检测来设定行星热层温度和大气损失率的限制。我们还进行了内部结构和大气损失的耦合计算，这表明行星的大部分大气（风）相对于其原始组成来说，氦的含量最多会适度增加（耗尽）。我们对GJ1214 b和GJ9827 d的氦三重态的探测不足，与这些行星目前质量损失模型的预测高度不一致。需要更高的信噪比数据来检测HD97658b预测的氦特征。我们确定的不确定性，在EUV通量的宿主恒星和缺乏详细的质量损失模型，专门为冷却和金属增强的大气作为我们的结果的解释的主要限制。最终，我们的研究结果表明，亚海王星行星的上层大气与气体巨行星的大气有着根本的不同。
2020-10-05 astro-ph.EP
K2, Spitzer, and TESS Transits of Four Sub-Neptune Exoplanets
我们提出了新的斯皮策过境观测四个K2过境亚海王星：K2- 36 c，K2- 79 b，K2- 167 b和K2- 212 b。我们得出更新的轨道星历和半径为这些行星的斯皮策，TESS和K2测光的联合分析的基础上。我们使用的EVEREST管道，以提供改进的K2测光，通过去趋势仪器噪声和K2的指向抖动。我们使用像素级去相关方法的斯皮策观测，以减少仪器系统的影响。我们模拟了可能的混合食双星的影响，试图通过凌日的消色差性（K2与斯皮策）来验证这些行星。然而，我们发现斯皮策的信噪比这些小行星是不够的，以验证他们通过消色差。然而，通过K2和斯皮策观测之间的联合拟合半径，我们能够独立地确认K2半径测量。由于K2和斯皮策观测之间的基线时间较长，与单独的K2观测相比，我们还能够提高轨道周期的精度。K2- 36 c的改进是3倍，其余行星的改进超过一个数量级。考虑到JWST在1/2023年的可能观测，这些行星过境时间的1 σ不确定性范围从74分钟到434分钟，但我们已经将其减少到8分钟到23分钟。
2021-08-19 astro-ph.EP
Formation of Isothermal Disks around Protoplanets. I. Introductory Three-Dimensional Global Simulations for Sub-Neptune-Mass Protoplanets
在海王星（$\approx 17~M_{\Earth}$）和天王星（$\approx 14.5~M_{\Earth}$）周围发现的规则卫星表明，过去的气体环行星盘可能与亚海王星质量的原行星（$< 17~M_{\Earth}$）周围的固体共存。这些磁盘已被证明是冷的，光学薄，静态的，具有低表面密度和低粘度。地层的数值研究是困难的，技术上具有挑战性。作为一个介绍性的尝试，三维全球模拟进行探索的形成环行星盘周围的亚海王星质量的原行星嵌入在一个等温的原行星盘在无粘性极限的流体在没有自引力。在这样的条件下，亚海王星质量的原行星可以合理地拥有旋转支撑的环行星盘。环行星盘的大小大约是希尔半径的十分之一，这与天王星不规则卫星的轨道半径一致。原行星气体从高空垂直地吸积到环行星盘上，并在中平面附近再次返回到原行星盘。这意味着一个开放的系统，在这个系统中，环行星盘不断地与周围的原行星气体交换角动量和物质。
2014-06-04 astro-ph.EP
In Situ Formation of Icy Moons of Uranus and Neptune
巨行星的卫星被认为是在行星形成的后期形成于气态的环行星盘（CPD）中，但到目前为止还不知道质量较小的行星，如冰巨星是否可以形成这样的盘，从而在那里形成卫星。我们结合辐射流体动力学模拟卫星人口合成的情况下，天王星和海王星的调查问题。对于这两颗冰巨星，我们发现在它们形成的最后都会产生一个气态的CPD。综合结果表明，在$10^5$年内，这些CPDs中可能形成类天王星的冰质卫星系统。这意味着海王星可能有一个类似天王星的卫星系统，最初被捕获的海卫一抹去。此外，我们的模型可以重现天王星目前的卫星，而不需要行星与行星的碰撞来创造一个卫星生长的碎片盘。这些结果强调，即使是冰巨人-最常见的系外行星质量类别-也可以形成卫星，为可能比以前想象的更多的系外卫星开辟了道路。
2018-11-15 astro-ph.EP
Reflected spectroscopy of small exoplanets I: determining the atmospheric composition of sub-Neptunes planets
从太空对相距甚远的系外行星直接成像将获得它们的反射光谱并测量它们的大气特性，小型和温带行星将成为下一代望远镜的重点。在这项工作中，我们使用我们的贝叶斯检索算法ExoReL $^{\Re}$，以确定对亚海王星行星的大气性质的约束，从观测与HabEx一样的望远镜。小行星和温带行星可能有一个非H $_2$主导的大气，因此，我们在我们的框架中引入了成分分析技术来探索散装大气化学成分没有任何先验知识。我们比较了该框架与平坦先验和新颖先验的性能，并报告了使用新颖先验集时的更好性能。我们发现，反演算法不仅可以识别大气中的主导气体，但也约束其他不太丰富的气体具有高的统计置信度，没有任何先验信息的组成。这里提出的结果表明，反射光谱可以表征具有不同大气成分的小型系外行星。今后系外行星直接成像实验的仪器设计和观测方案设计应采用贝叶斯框架。
2021-09-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
Possible formation pathways for the low density Neptune-mass planet HAT-P-26b
我们研究了低密度海王星质量行星HAT-P-26 b形成的可能途径。我们使用了基于卵石和星子吸积的两种不同的形成模型，包括气体吸积、盘迁移和简单的光蒸发。该模型跟踪大气中的氧丰度，除了轨道周期，以及形成行星的质量，我们将其与HAT-P-26 b进行比较。我们发现，卵石吸积可以更自然地解释这颗行星比星子吸积完全失败，除非我们人为地提高磁盘的金属丰度显着。卵石吸积模型可以再现HAT-P-26 b，其初始核心质量高，通过核心侵蚀或卵石溶解产生的包层富集量低，或者相反，两种情况都有可能。假设一个低的信封富集因子预期从对流理论和可比的值，我们可以推断从天王星和海王星的D/H测量，我们最有可能的形成途径HAT-P-26 b是通过卵石吸积开始约10 AU早期磁盘的生命。
2017-09-11 astro-ph.EP
Sub-Neptune Formation: The View from Resonant Planets
邻近的亚海王星的轨道周期比在一阶共振附近分布不对称。有赤字的系统-“槽”的周期比直方图-只是短期的可扩展性，和过度-“峰”-只是宽的it. We定量再现最强的峰谷不对称性，附近的3：2和2：1的共振，使用耗散行星和它们的出生盘之间的相互作用。盘偏心阻尼捕获机构进入共振和清除低谷，当与盘驱动的收敛迁移相结合时，吸引行星最初进入高峰。峰值的大小暗示的迁移是适度的;轨道周期的减少是$\sim$ 10\%，支持亚海王星或多或少在原地完成其形成的观点。一旦被捕获进入共振状态，典型质量为$\sim$ $5$- $15 M_{\oplus}$的次海王星就会被捕获（与之前的说法相反），因为它们不受困扰低质量行星的过稳定性的影响。驱动这种有限的、短规模的迁移的是一个相对于太阳成分盘而言质量减少了3- 5个数量级的气体盘。这种气体贫乏但不是空气体的环境在数量上与巨大撞击形成的亚海王星核心一致（而不是，例如，卵石堆积）。虽然在行星形成时代结束时的盘-行星相互作用充分解释了周期$\gtrsim$ $5$ - $15$天的3：2和2：1不对称性，但随后的恒星潮汐修正在较短的周期内似乎是必要的，特别是对于2：1。
2020-05-20 astro-ph.EP
Photochemical Haze Formation in the Atmospheres of super-Earths and mini-Neptunes
紫外线辐射可在系外行星大气中引发光化学过程，并产生烟雾颗粒。最近的观测表明，薄雾和/或云层可能存在于系外行星的上层大气中。霾粒子在行星大气中起着重要作用，并可能为表面提供有机物质的来源，这可能影响生命的起源或进化。然而，关于寒冷、高金属含量的系外行星大气中的光化学过程的信息知之甚少。在此之前，我们在实验室大气模拟实验中使用AC等离子体作为能源研究了霾的形成和颗粒尺寸分布。在这里，我们使用UV光子而不是AC等离子体来启动化学反应，因为UV辐射驱动的光化学反应对于理解系外行星大气层很重要。我们提出了光化学烟雾的形成在目前的紫外线实验中，我们调查了一系列的大气金属（100倍，1000倍，和10000倍太阳金属）在三个温度（300 K，400 K，和600 K）。我们发现，在所有模拟的大气中产生的光化学烟雾与温度相关的生产率：在每个金属丰度组中产生的颗粒随着温度的升高而减少。用原子力显微镜拍摄的图像显示颗粒尺寸（15-190 nm）随温度和金属度而变化。我们的实验室实验结果为光化学烟雾的形成和性质提供了新的见解，这可以指导系外行星大气建模，并有助于分析和解释当前和未来的系外行星观测。
2018-05-26 astro-ph.EP
The Lick-Carnegie Exoplanet Survey: Gliese 687b: A Neptune-Mass Planet Orbiting a Nearby Red Dwarf
自动行星探测器和凯克/HIRES的精确径向速度揭示了一颗M*sin（i）=18 +/- 2地球质量的行星绕着附近的M3 V恒星GJ 687运行。这颗行星的轨道周期为P = 38.14天，轨道离心率较低。我们的实力主恒星的omgren b和y测光表明恒星自转的周期为P = 60天。这颗恒星在色球上有些活跃，其斑点填充因子估计为百分之几。然而，旋转引起的60天信号与径向速度变化的周期很好地分离，从而为观测到的速度变化的开普勒起源的解释注入信心。虽然GJ 687 b在其个别性质方面相对没有什么特别的兴趣，但有一个令人信服的例子可以证明，它是一个非常典型的，但距离4.52 pc，是银河系行星普查的一个非常接近的代表。对GJ 687 b的探测表明，APF望远镜非常适合在北天极附近的天空中发现围绕低质量恒星运行的低质量行星。
2014-05-12 astro-ph.EP
A Search for Lost Planets in the Kepler Multi-planet Systems and the Discovery of the Long-period, Neptune-sized Exoplanet Kepler-150 f
在开普勒任务发现的4700颗已确认的行星和行星候选者中，绝大多数是由开普勒管道首次发现的。在管道中，在发现过境信号后，与这些过境相关的所有数据点都会被删除，从而创建一个充满漏洞的“瑞士奶酪”般的光曲线，然后用于后续的过境搜索。这些黑洞可能会使另一颗行星无法探测（或“丢失”）。我们研究了114颗恒星的样本，其中有$3+$确认的行星，以评估这种“瑞士奶酪”的影响。模拟确定了凌日行星由于凌日遮蔽而丢失的概率很低，但不可忽略，在$P=400-500$天的周期范围内丢失的$\sim3.3\%$达到平台。然后，我们对所有行星凌日进行建模，并减去每个恒星的凌日信号，恢复凌日数据点，并使用开普勒管道搜索凌日减去的（即，transit-cleaned）光变曲线。然而，管道没有发现任何可信的新过境信号。这证明了开普勒管道选择使用传输掩蔽而不是传输相减的有效性和鲁棒性。然而，对所有凌日减去数据的后续视觉搜索，这使得更容易视觉识别新的凌日，揭示了一个新的海王星大小的系外行星（开普勒-150 f）的存在和一个可能的假阳性（开普勒-208）的潜在单一凌日。开普勒-150 f（$P=637.2$天，$R_{\rm{P}}=3.64^{+0.52}_{-0.39}$ R $_{\oplus}$）的确认与$>99.998\%$的信心，使用行星多重性参数，假阳性概率分析和过境持续时间分析的组合。
2017-03-27 astro-ph.EP
DREAM: III.A helium survey in exoplanets on the edge of the hot Neptune desert with GIANO-B@TNG
本研究使用GIANO-B光谱仪对海王星沙漠边缘的9颗系外行星进行HeI透射光谱巡天，未观测到行星吸收，给出了热层吸收、温度和质量损失上限，并证实HeI吸收信号与恒星质量和XUV通量相关。
2023-07-18 astro-ph.EP
Indications for transit timing variations in the exo-Neptune HAT-P-26b
从它的发现，低密度过境海王星HAT-P-26 b在其光谱数据中显示了2.1-sigma的检测漂移，而测光数据显示了时间残差的弱曲率，需要进一步的后续观测来确认。为了研究这种可疑的变异性，我们在2015年3月至2018年7月期间观察到HAT-P-26 b的11次主要过境。为此，我们使用了位于阿根廷圣胡安的2.15米Jorge Sahade望远镜，以及位于西班牙加那利群岛的1.2米STELLA和2.5米北欧光学望远镜。为了增加关于HAT-P-26 b透射光谱的有价值的信息，我们仅将观测集中在R波段。为了将观测到的时间变化与可能的恒星活动进行对比，我们对主恒星进行了为期三年的光度跟踪。我们对数据进行了全局拟合，并确定了各个中转时间，特别关注显示完整中转覆盖的光变曲线。使用与地面和天基设施相对应的书目数据，加上我们新的特征化的从千分之几精确测光中得出的中天时间，我们观察到了系统中中天时间变化的迹象，振幅约为4分钟，周期约为270个历元。将继续对该系统进行光度和分光后续观测，以排除因采样不良和长期周期性造成的任何混叠效应。
2019-04-12 astro-ph.EP
Conclusive evidence for a population of water-worlds around M-dwarfs remains elusive
本文通过含岩石核与H/He大气的热演化模型，证明亚海王星与1:1硅酸盐-冰水世界的质量-半径关系简并，仅凭质量和半径无法确认M型矮星周围水世界族群。
2023-04-03 astro-ph.EP
Forming Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune in Few Million Years by Core Accretion
巨行星形成过程至今仍不完全清楚。目前最被接受的范例，核心不稳定性模型，解释了太阳系巨行星的几个观测性质，但迄今为止，面临着困难，以解释形成时间短于观测估计的原行星盘的寿命，特别是对天王星和海王星的情况。在这个模型的背景下，并考虑到最近提出的原始太阳系轨道结构，我们进行了巨大的行星形成的数值计算。我们的研究结果表明，如果吸积星子遵循的大小分布，其中大部分的质量在于30-100米大小的机构，木星，土星，天王星和海王星可能已经形成根据核不稳定的情况。每个行星的形成都发生在时间限制内，它们最终的核心质量与目前的估计非常一致。
2009-10-02 astro-ph.EP
Formation of super-Earths and mini-Neptunes from rings of planetesimals
本研究通过α黏度为4e-3的盘模拟提出，超级地球与迷你海王星分别由雪线内外的星子环经星子和卵石吸积形成，并解释多项系外行星统计特征。
2025-01-06 astro-ph.EP
The measured compositions of Uranus and Neptune from their formation on the CO iceline
冰巨星天王星和海王星的形成机制，以及它们的元素和同位素组成的起源，长期以来一直存在争议。外层原太阳星云中的固体密度太低，无法解释它们的形成，光谱观测表明这两颗行星都富含碳，氮含量非常低，它们最初形成的冰可能具有比彗星预测值更低的氘氢比，在其他行星中没有观察到无法解释的特性。在这里，我们表明，所有这些性质可以解释自然，如果天王星和海王星都形成在一氧化碳冰。由于蒸汽的扩散性再分布，这片原太阳星云的外部区域本质上具有足够的表面密度，可以由富碳固体和贫氮气体形成两颗行星，其丰度与观测值一致。富含水的内部主要来自转换的CO冰调和的D/H值的天王星和海王星的积木与彗星的价值。最后，我们的方案概括了一个众所周知的假设，即木星形成于两颗冰巨星的冰线（水雪线）上，并且可能是将这种机制推广到其他巨行星的第一步。
2014-07-09 astro-ph.EP
Identifying rocky planets and water worlds among sub-Neptune-sized exoplanets with the Habitable Worlds Observatory
本文提出利用未来NASA旗舰望远镜宜居世界天文台（HWO）对50至100颗亚海王星进行直接成像和光谱偏振分析，以区分岩石行星、水世界和气体迷你海王星，从而拓展潜在宜居行星的搜寻范围。
2025-09-20 astro-ph.EP astro-ph.IM
In situ formation of super-Earth/sub-Neptune driven by the planetary rotation
开普勒的观测表明，许多被探测到的行星都是超级地球。它们处于与核心质量（2-20 $M_{\bigoplus}$）重叠的临界质量范围内，这将引发失控的吸积并形成气体巨星。因此，超级地球/次海王星可以通过抑制气体包层的失控增长而形成。我们评估了行星自转在延缓质量增长方面的作用。由旋转引起的离心力将抵消一部分引力并使行星变形。跟踪结构的变化，我们发现在辐射对流边界（RCB）的温度是接近的边界温度。由于旋转降低了对流层和辐射层中的辐射能量密度，RCB将穿透得更深。冷却的光度会降低。在这种条件下，进化时间尺度可能超过盘的寿命（10 Myr），并且在经历额外的质量损失过程后可能形成超级地球/亚海王星。在尘埃大气中，即使较低的角速度也能促进超级地球/亚海王星的形成。因此，我们得出结论，旋转可以减缓行星的冷却，然后促进超级地球/亚海王星的形成。
2021-10-03 astro-ph.EP
