The low surface thermal inertia of the rapidly rotating near-Earth asteroid 2016 GE1
据观测,小于100米的小行星自转速度非常快,其周期通常比2.2小时的临界极限短得多。这些超高速旋转器中的一些还可以实现由雅科夫斯基效应引起的非常大的半长轴漂移,这反过来又由内部和表面物理性质决定。我们认为小型超高速旋转的近地小行星2016 GE1。这个天体旋转仅需34秒,并且已经从天体测量学中确定了一个大的Yarkovsky效应。在这里,我们的目标是限制这个极端物体表面的热惯性。我们使用最近开发的统计方法来确定近地小行星的热特性。该方法是基于观察到的和模拟的Yarkovsky效应之间的比较,和热导率(惯性)由蒙特卡洛方法确定。雅科夫斯基效应模型的参数要么是固定的,如果它们的不确定性可以忽略不计,如果它们被测量,则用高斯分布的误差建模,或者在它们未知时从近地小行星群的一般特性推导出来。使用完善的轨道确定程序,我们确定了2016 GE1上的Yarkovsky效应,并验证了显着的半长轴漂移率。使用统计方法,我们发现,这种半长轴漂移率可以解释只有低的热惯性值低于100焦耳米$^{-2}$ K $^{-1}$ S $^{-1/2}$:即,90%的概率密度函数的模型结果包含在值小于100焦耳米$^{-2}$ K $^{-1}$ S $^{-1/2}$。我们提出了两种可能的解释极低的值:高孔隙度或开裂的表面,或在表面上的细风化层的薄层。虽然这在任何一种情况下似乎都是出乎意料的,但它开辟了一个低热…
2023-06-13 astro-ph.EP
A limit on gas accretion onto close-in super-Earth cores from disk accretion
核心吸积模型预测,像超级地球一样大的行星核心会经历失控的气体吸积,成为气体巨星。然而,系外行星普查揭示了超级地球在其宿主恒星附近的普遍存在,这应该避免失控的气体吸积。事实上,凌日行星的质量-半径关系表明,一些距离较近的超级地球拥有H $_2$ /He质量约为0.1-10%的大气层。以前的研究表明,盘气体的性质,如金属丰度和流入/流出循环的盘气体周围的超级地球可以调节积累的H $_2$ /He大气到自己。在本文中,我们提出了一个新的机制,径向质量吸积盘可以限制气体吸积到超地球的核心。最近的磁流体动力学模拟发现,磁驱动的磁盘风可以驱动磁盘表面附近的快速气流。这种快速的气流可能会滑出行星核心,并调节对核心上的吸积气体的气体供应。我们进行了N体模拟的形成超级地球的大气吸积在一个粘性的吸积盘,包括风驱动吸积的影响。我们发现,即使是超级地球的核心,可以避免触发失控的气体吸积,如果流入的磁盘气体的核心是有限的粘性吸积。我们的模型预测,超级地球的H $_2$ /He的大气~ 0.1-10重量%的形式内$\lesssim$ 1 au的中心恒星,而气体巨星出生在外部区域。这一机制可以解释观测到的太阳系以外的巨行星的径向依赖性。
2018-10-02 astro-ph.EP
Evidence of Different Formation Mechanisms for Hot versus Warm Super-Earths
利用Buchhave等人的开普勒行星样本和Schlaufman阐明的统计方法,我表明,短周期超级地球与长周期超级地球对宿主恒星金属丰度的依赖性不同,过渡期在70到100天的范围内。短周期超级地球的宿主平均比长周期超级地球的宿主更富含金属。这种过渡期的存在不能用任何单一的超级地球形成理论来解释,这表明超级地球至少通过两种机制形成。
2015-03-05 astro-ph.EP
Rapid Water Loss can Extend the Lifetime of the Planetary Habitability
提出了两种适合居住的行星状态:一种是像地球一样的水行星,另一种是有少量水的陆地行星。与水行星相比,陆地行星在更大的太阳辐射下保持液态水。水的流失可能会把一个水行星变成一个陆地行星,并且这个行星可以比它保持一个水行星更长的时间。我们计算不同的初始水库存和不同的距离,从中央恒星的行星演化与氢逃逸。我们发现有两个条件可以使一个水行星演化为陆地行星:一个是表面水的临界量M_ml,它与一个行星是陆地行星相一致;另一个是大气层中水蒸气的临界量M_cv,它定义了失控的温室状态的开始。我们发现,当M_cv = 3 m,M_ml = 5%时,初始海洋质量小于地球海洋质量10%的类地水行星可以演化为陆地行星。这样的行星可以保持液态水在其表面上的另一个2 Gyrs。初始水含量和M_cv是划分行星演化路径的重要参数,我们的结果表明,大量氢逃逸可能是另一种可居住行星的新开始,而不是其可居住性的终结。
2015-09-12 astro-ph.EP
Formation and tidal evolution of hot super-Earths in multiple planetary systems
热超级地球是质量小于10个地球质量,轨道周期小于20天的系外行星。在太阳系附近已经发现了大约8个热的超级地球。在这个讲座中,我们回顾了热超级地球的形成机制,动力学效应在塑造多个行星系的结构中发挥了重要作用。两个例子系统(HD 40307和GJ 436)显示了热超级地球或海王星的形成和演化。
2009-02-24 astro-ph.EP
Terrestrial Planet Formation in the Presence of Migrating Super-earths
轨道周期小于100天的超级地球在类太阳恒星周围非常丰富。这些行星不太可能在它们目前的位置形成。相反,它们可能是在距离恒星很远的地方形成的,然后向内迁移。在这里,我们使用N体模拟来研究超级地球对岩石行星吸积的影响。在我们的模拟中,一个或多个超级地球通过嵌入气体盘中的行星胚胎和微行星向内迁移。我们测试了各种迁移速度和配置。快速迁移的超级地球($τ_{mig} \sim$ 0.01-0.1百万年)对原行星胚胎和微行星只有适度的影响。足够的物质存活下来,在超级地球的轨道外部形成岩石状的类地行星。相比之下,缓慢迁移的超级地球将岩石物质引导到它们的轨道内部,并强烈消耗类地行星形成区。在这种情况下,任何位于宜居带的地球大小的行星都是挥发性极高的,因此可能不是类地行星。
2014-09-11 astro-ph.EP
Atmospheric dynamics of Earth-like tidally locked aquaplanets
我们提出了模拟大气的类地aquaplanes潮汐锁定到他们的恒星,也就是说,行星的轨道周期是等于旋转周期围绕他们的自旋轴,使一面总是面对恒星和另一面总是黑暗的。作为说明慢速和快速自转影响的极端情况,我们考虑自转周期等于当前地球年和当前地球日的行星。负责地表气候的动力学(例如,风、温度、降水)和大气环流之间的关系,并结合现有的大气环流理论进行了讨论。例如,随着旋转速率的增加,科里奥利加速度相对于惯性加速度的重要性增加,在缓慢旋转的大气中,风近似是各向同性的,并且在领先的顺序是发散的,但在快速旋转的大气中,风主要是纬向的和旋转的。在缓慢旋转的大气中,自由大气的水平温度变化一般比在快速旋转的大气中弱。有趣的是,无论是在快速旋转还是缓慢旋转的大气层中,行星夜晚一侧的地面温度都不会低于~240 K;也就是说,从行星白天一侧到夜晚一侧的热量传输有效地降低了两种情况下的温度差异。在快速旋转的大气中,旋转波塑造了风、温度和降水的分布;在缓慢旋转的大气中,这些分布由简单的发散环流控制。这些结果对潮汐锁定的类地系外行星的研究很有意义,也是行星自转和日射分布如何塑造气候的例证。
2010-01-28 astro-ph.EP physics.ao-ph
Asteroid impacts on terrestrial planets: The effects of super-Earths and the role of the $ν_6$ resonance
通过对一个具有小行星带的行星系的N体模拟,我们研究了小行星撞击地球的速率如何受到行星系结构的影响。我们发现,$ν_6$长期共振在小行星与地球碰撞率中起着重要的作用。与系外行星系统相比,太阳系的特殊之处在于它的内太阳系中没有一颗超地球质量的行星。因此,我们首先考虑超级地球存在于类地行星区域的影响。我们发现,对于质量约为$10\,\rm M_\oplus$、距离大于约$0.7\,\rm AU$的超级地球,会产生显著的影响。对于一个位于地球轨道内部的超级地球,与地球相撞的小行星数量会增加,超级地球越接近地球轨道。这是多个长期共振位置导致更多的小行星被扰动到穿越地球的轨道上的结果。当超级地球被放置在地球轨道之外时,碰撞率大大降低,因为$ν_6$共振不再存在于小行星带区域。我们还发现,改变土星的半长轴导致小行星碰撞率显着降低,而增加其质量增加碰撞率。这些结果可能对系外行星系统的可居住性有影响。
2017-09-18 astro-ph.EP
The Super Earth-Cold Jupiter Relations
基于地面径向速度(RV)观测和开普勒任务的数据,我们报告了类太阳恒星周围内部($<1$ au)超级地球(质量/半径介于地球和海王星之间的行星)和外部($>1$ au)巨行星(质量$>0.3~M_{\rm J}$,或冷行星)之间的关系。我们发现,在超级地球周围出现的冷彗星是场星周围的三倍。考虑到超级地球系统的普遍性,它们的冷彗星可以解释几乎所有的冷彗星。换句话说,冷彗星几乎肯定($\sim90\%$)伴随着超级地球。以下是一些推论:(1)在富含金属([Fe/H] $>0.1$)的恒星周围,拥有冷彗星的超级地球的比例可以上升到$60\%$或更高;(2)内部结构可以受到外部巨星的强烈影响,我们报告了一些观测证据;(3)像我们这样的行星系,有冷彗星但没有超级地球,应该是罕见的($\sim1\%$)。超级地球和冷木星之间的强烈相关性表明,超级地球和冷木星并不争夺固体物质,相反,它们有着相似的起源,冷木星的形成需要更严格的条件。最后,我们提出了一些立即观测测试我们的结果,使用地面RV观测和正在进行/计划的空间任务。
2018-07-05 astro-ph.EP
Gas giant planets as dynamical barriers to inward-migrating super-Earths
体积为地球1-4倍、轨道短于100天的行星,约占所有类太阳恒星的30-50%。事实上,太阳系特别突出的一点是缺乏“热超级地球”(或“迷你海王星”)。这些行星--或者说它们的组成部分--可能是在更宽的轨道上形成的,并由于与气态原行星盘的相互作用而向内迁移。在这里,我们使用一套动力学模拟来表明,气体巨行星是最初放置在更遥远轨道上的超级地球向内迁移的障碍。木星的早期形成可能阻止了天王星和海王星(也许还有土星的核心)成为热的超级地球。我们的模型预测,热的超级地球系统和类地行星的种群应该是反相关的:气体巨星(特别是如果它们形成得早)在有许多热的超级地球的系统中应该是罕见的。测试这一预测将构成对近距离超级地球起源的迁移假设有效性的重要评估。
2015-01-26 astro-ph.EP
Formation of Super-Earths
超级地球是迄今为止已知的最丰富的行星,其特征是大小介于地球和海王星之间,典型的轨道周期小于100天,并且气体包层通常足够大,可以显着影响行星的整体半径。此外,超级地球经常出现在紧密排列的多行星系统中,但这种系统中的共振配置很少见。本章总结了当前的超级地球形成理论。它开始于岩石核的形成和随后的气体包层的吸积。我们跟踪新形成的超级地球的热演化,并讨论其大气质量损失由于磁盘分散,光蒸发,核心冷却和碰撞。最后,我们对观测结果和理论预测进行了比较,强调即使是今天看起来像贫瘠的岩石核心的超级地球也可能是由原始的氢和氦包层形成的,并讨论了未来的一些前进道路。
2018-02-09 astro-ph.EP
Rapid-response characterization of near-Earth asteroid 2024 YR4 during a Torino Scale 3 alert
European Space Agency(欧洲航天局);European Southern Observatory(欧洲南方天文台);Astronomical Institute of the Academy of Sciences of the Czech Republic(捷克科学院天文研究所);Lowell Observatory(洛厄尔天文台);Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利群岛天体物理研究所);University of Helsinki(赫尔辛基大学);Luleå University of Technology(吕勒奥理工大学)
本文通过光谱和光变曲线分析,确定了2024 YR4的旋转周期、光谱分类及绝对星等,为行星防御提供了关键数据。
2025-11-12 astro-ph.EP
Coagulation Calculations of Icy Planet Formation Around 0.1--0.5~\msun\ Stars: Super-Earths From Large Planetestimals
我们研究了围绕0.1-0.5太阳质量恒星运行的2-20天文单位的冰质超地球质量行星的形成机制。一个大的凝聚计算的合奏展示了一个新的形成通道:磁盘组成的大型星子与半径为30-300公里的形成超级地球的时间尺度约为1 Gyr。在其他缺乏气体的圆盘中,在最大的行星达到超地球质量之前,碰撞级联将星子研磨成尘埃。一旦冰质的地球质量行星形成,它们就会以每百万年0.01-1天文单位的速度穿过剩余的星子群。在1000万年到1 Gyr的时间尺度上,这些行星中的许多从5-10 AU到1-2 AU的半长轴迁移通过剩余的星子盘。百分之几的超级地球可能迁移到0.1-0.2 AU的半长轴。当圆盘的初始质量与按中心恒星质量换算的最小质量太阳星云相当时,预测的超级地球频率与观测到的频率相匹配。
2013-11-01 astro-ph.EP
A reassessment of the in situ formation of close-in super-Earths
很大一部分恒星拥有一个或多个近距离的超级地球行星。关于这些行星是在原地形成的还是在距离中心恒星更远的地方形成并迁移到现在的位置,存在着激烈的争论。已经表明,它们的部分观察到的性质(例如,偏心率分布)可以通过从高质量原行星群开始并忽略盘气体的影响的原位形成的N体模拟来再现。我们计划通过更完整的模拟来重新评估近距离超级地球的原位形成。我们对一群小行星胚胎和星子进行了N体模拟,其中包括盘-行星相互作用的影响(例如,偏心阻尼,I型迁移)。此外,我们还考虑了原始大气从原行星盘吸积的问题。我们发现行星胚胎在气体扩散之前生长得非常快,因此经历了快速的向内迁移,这意味着在考虑近距离超级地球的原位形成时,不能忽视气体盘的影响。由于它们的快速向内迁移,超级地球在盘的内边缘附近达到一个紧凑的配置,其轨道参数的分布与观测到的近距离超级地球人口匹配得很差。另一方面,模拟包括偏心阻尼,但没有I型迁移,再现观察到的分布更好。包括大气层的吸积并不能帮助再现观测的整体结构。有趣的是,我们发现大质量的胚胎可以迁移到磁盘边缘内,同时只捕获中等质量的氢/氦气氛。通过这个过程,它们避免成为巨行星。大部分接近的超级地球不能在原地形成,除非I型迁移在1 AU内的整个磁盘中被抑制。
2015-04-13 astro-ph.EP
Anatomy of rocky planets formed by rapid pebble accretion III. Partitioning of volatiles between planetary core, mantle, and atmosphere
含有氢、碳和氮的挥发性分子是行星大气的关键组成部分。在岩石行星形成的卵石吸积模型中,这些挥发性物质在行星形成的主要阶段被吸积。在这项研究中,我们模拟了一个成长中的行星内挥发物的分配和表面的放气。对于金属和硅酸盐熔体之间的H和C分配系数的实际值,地核储存了地球90%以上的氢和碳预算。地球和金星的岩浆海洋足够深,可以将亚铁$^{2+}$氧化成铁Fe $^{3+}$。这种氧化态的增加导致了地球岩浆海洋中主要是CO $_2$和H $_2$ O的脱气。相比之下,火星地幔的氧化态仍然很低,主要的释氢载体是H $_2$。由于年轻的太阳以XUV波长照射,这些氢很容易逃离大气层,并将大气层中大部分的CO、CO $_2$、H $_2$ O和N $_2$带走。火星上有少量的地表水,与提议的古代海洋海岸线一致,地幔氧化值适度较低。由于氮在岩浆中的溶解度极低,因此氮在地核和大气之间的分配相对均匀;因此,在地核中埋藏大量的氮是不可能的。地球的整体低N含量不同意高丰度的N在所有球粒陨石类,有利于卵石雪的挥发性交付。我们的卵石吸积快速形成岩石行星的模型显示出与太阳类地行星挥发性成分的广泛一致性。因此,类地行星的多样性可以作为基准案例来校准太阳系外岩石行星及其大气模型。
2023-01-26 astro-ph.EP
Where can we find Super-Earths?
近年来,我们目睹了一个又一个太阳系外气体巨星的发现。现在是时候探测更多的低质量行星,如超级地球和类似地球的物体。一个有趣的问题是:我们应该在哪里寻找它们?我们在这里探索了在气体巨星附近发现超级地球的可能性,这是行星系早期演化的结果。为此,我们考虑了一个年轻的行星系,其中包含一个超级地球和一个气态巨星,它们都嵌入在一个原行星盘中。我们已经证明,如果超级地球相对于气体巨星位于内部轨道上,行星很容易被锁定在平均运动共振中。然而,如果超级地球在外部轨道上,情况就不再如此了。在这种情况下,我们已经得到,低质量的行星被捕获在一个陷阱的外边缘的间隙打开的巨行星和没有一阶平均运动的可预测性。我们的研究可能是特别有用的观测TTV(凌日定时变化)技术。
2009-11-27 astro-ph.EP
Breeding Super-Earths and Birthing Super-Puffs in Transitional Disks
超级地球(1-4 $R_\oplus$,2-20 $M_\oplus$)带来的谜团是它们不是吸积物:它们的核心质量大到足以引发失控的气体吸积,但不知何故,超级地球吸积的大气层只占其总质量的百分之几。我们证明,如果超级地球形成得晚,这个难题就解决了,因为它们的母体气体盘的最后残余即将清除。这种情况似乎存在微调问题,但我们表明不存在任何问题。周围的气体密度可以跨越许多(高达9)个数量级,超级地球仍然可以在$\sim$ 0.1- 100万年后强劲地出现,大气层重量为100万。超级地球的核心是在气体贫乏的环境中自然孕育的,在那里气体动力学摩擦已经减弱到足以让组成原核合并。在地核组装的时候,气体是如此之少,以至于地核几乎不会因为磁盘扭矩而迁移:超级地球可以在原地形成。这张照片-我们还解决了由超级喷流提出的逆问题:一类不常见的短周期行星,它们的小质量似乎太大了(4-10 $R_\oplus$,2-6 $M_\oplus$)。在$\sim$ 1天文单位之外,星云气体更冷、密度更小,因此不那么不透明,因此超级喷流很容易获得它们的厚大气层作为无尘、快速冷却的世界。与可以在原地形成的超级地球不同,超级喷流迁移到它们目前的轨道;它们预计将形成平均运动共振链的外部链接,并表现出更大的含水量。最后,我们面对观察和逐项剩余的问题。
2015-11-24 astro-ph.EP
Super-Earths: A New Class of Planetary Bodies
超级地球是一类质量从几个地球质量到比天王星略小的行星体,最近在系外行星科学中找到了一个特殊的位置。超级地球比一般的类地行星略大,其物理和动力学特征可能与地球相似,但与类地行星不同,它们相对更容易探测。由于它们的大小,超级地球可以保持适度的大气层,并可能与板块构造动态内部。它们似乎也更常见于低质量恒星周围,那里的宜居带距离较近。本文介绍了超级地球的研究现状,并讨论了这些天体的形成,动力学演化和可能的可居住性的模型。考虑到探测技术的最新进展,还讨论了超级地球的可探测性,并对在低质量恒星的宜居带中探测超级地球的前景进行了评述。
2011-07-29 astro-ph.EP
Optimal Measures for Characterizing Water-rich Super-Earths
超级地球的探测和大气特征是系外行星科学的主要前沿之一。目前,正在进行广泛的努力来探测超地球大气中的分子,特别是H2O。在目前的工作中,我们开发了一套系统的策略来识别和观察潜在的富含H2O的超级地球,这些超级地球提供了使用现有仪器表征其大气的最佳前景。首先,我们提供了分析处方,并讨论了需要考虑的因素,同时规划和解释观测超地球半径和光谱。我们讨论了如何在不同的光谱带通观测约束不同的大气性质的超级地球,包括半径和温度的行星表面以及平均分子质量,化学成分和热剖面的大气。特别是,我们警告说,在某些带通测量的半径可能会引起偏见的内部组成的解释。其次,我们调查的H2O丰富的超地球大气的探测能力,使用HST WFC3摄谱仪作为行星属性和恒星亮度的函数。我们发现,与GJ 1214 b等较冷的行星相比,围绕明亮恒星(如55 Cancri e)运行的高辐射超级地球提供了更好的大气特征候选者,即使后者围绕低质量恒星运行。除了是透射和发射光谱学的更好候选者之外,较热的行星提供了更高的无云大气的可能性,这极大地有助于光谱的观察和解释。最后,我们提出了两个超级地球,GJ 1214 b和55 Cancri e的案例研究,使用现有的数据和模型的内部和大气。
2014-09-15 astro-ph.EP
Saturns, but not super-Jupiters, occur more frequently in the presence of inner super-Earths
本研究基于California Legacy Survey径向速度样本,发现土星与超级地球的出现率存在4倍的相互增强正相关,而超级木星不存在此现象,揭示了这种伴星关系的质量依赖性。
2025-06-26 astro-ph.EP
The Minimum-Mass Extrasolar Nebula: In-Situ Formation of Close-In Super-Earths
半径R = 2-5 R_Earth,轨道周期P < 100天的近距离超级地球,绕着宇宙中一半以上,甚至可能几乎所有的类太阳恒星运行。我们使用这个无处不在的人口来构建最小质量的太阳系外星云(MMEN),这是太阳组成的固体和气体的星周盘,如果它们在当前位置附近形成并且没有迁移,那么这些行星就会形成。在一系列的信封背面计算中,我们展示了MMEN中的原位形成是如何快速,高效,并且可以重现近距离超级地球的许多观测特性,包括它们的气体-岩石分数。可测试的预测进行了讨论。
2013-03-06 astro-ph.EP
Electron intensity measurements by the Cluster/RAPID/IES instrument in Earths radiation belts and ring current
2000年发射的星团飞行任务产生了一个利用自适应粒子成像探测器研究/成像电子光谱仪仪器测量地球磁层电子通量强度的大型数据库。然而,由于辐射带和环电流中高能电子(>400 keV)和内区质子(230-630 keV)的背景污染,这些数据很少用于内磁层科学。本文提出了两种背景校正算法。第一种算法基于质子和电子的经验污染百分比。第二种算法使用同步质子观测。这些算法的效率通过比较校正的Cluster/RAPID/IES数据与2012-2015年的Van Allen Probes/Magnetic Electron Ion Spectrometer(MagEIS)测量值来证明。这两种技术都改善了IES在辐射带和环电流中的电子数据。IES校正的测量结果还与2017年两个会合期间的Arase中能粒子实验-电子分析仪(MEP-e)电子数据进行了比较,也显示出接近1的比率。我们展示了一个科学的应用程序的校正IES电子数据分析其演变过程中的太阳活动周期。2001- 2016年期间,外层带能量为40-400 keV的自旋平均年平均IES电子强度在4和6之间与AE指数和太阳风动压呈高度正相关。导出了外辐射带太阳风动压与IES电子测量值之间的线性-对数关系。
2018-09-04 astro-ph.EP physics.space-ph
The Super-Earth Opportunity - Search for Habitable Exoplanets in the 2020s
最近在太阳系之外发现了种类惊人的行星,这极大地扩展了寻找可居住世界的空间。开普勒系外行星调查显示,我们星际邻居中的大多数行星都比地球大,比海王星小。这些行星被统称为超级地球和迷你海王星,其中一些行星可能有条件支持液态水海洋,从而支持类似地球的生物,尽管在许多方面与我们自己的星球不同。除了它们的数量丰富之外,超级地球相对较大,因此比真正的地球双胞胎更容易被发现。因此,超级地球代表了一个独特的强大机会,可以在2020 - 2030年及以后发现和探索一系列迷人且可能适合居住的行星。
2019-03-12 astro-ph.EP
The Albedos of Kepler's Close-in super-Earths
目前,专注于描述超级地球特征的系外行星研究仅限于那些围绕明亮恒星运行的少数目标,这些目标可以进行详细研究。这封信建议寻找其他途径来探测这类行星的表面和大气特性,已知这类行星在我们的银河系中无处不在。我进行马尔可夫链蒙特卡罗光变曲线分析97开普勒接近$R_P \lesssim 2.0 R_{\oplus}$超级地球候选人的目的是检测他们的掩星在可见光波长。对27个超级地球候选者的亮度温度和开普勒带内的几何曲率进行了约束。一个分层贝叶斯建模方法,然后采用人口水平的反射特性,这些接近超级地球的特征。我发现中位数几何dos $A_g$在开普勒带通范围在0.16和0.30之间,一旦从热辐射净化。这些超级地球的几何半径在统计上大于热彗星,后者的中位数$A_g$在0.06和0.11之间。包括开普勒-10 b在内的一部分天体,表现出明显更大的椭圆弧($A_g\gtrsim$ 0.4)。我认为,更好地了解行星表面和大气过程的恒星辐射的发生率是解释近距离超级地球观测到的太阳辐射多样性的关键。
2014-05-15 astro-ph.EP
The NASA-UC Eta-Earth Program: III. A Super-Earth orbiting HD 97658 and a Neptune-mass planet orbiting Gl 785
我们报告发现的行星轨道两个明亮的,附近的早期K矮星,HD 97658和Gl 785。这些行星是由开普勒模型的径向速度测量与NASA-UC埃塔-地球巡天的ERAK-HIRES探测到的。HD 97658 b是一颗近距离的超级地球,最小质量Msini = 8.2 +/- 1.2 M_Earth,轨道周期P = 9.494 +/- 0.005 d,轨道符合圆形。Gl 785 b是一颗质量相当于海王星的行星,其质量为21.6 +/- 2.0 M_Earth,轨道偏心率为0.30 +/- 0.09,P = 74.39 +/- 0.12 d。费尔伯恩天文台的T12 0.8米自动测光望远镜的测光观测显示HD 97658在径向速度周期为0.09毫等时的光度常数,支持行星的存在。
2010-11-01 astro-ph.EP
The persistence of oceans on Earth-like planets: insights from the deep-water cycle
在本文中,我们提出了一系列的模型,在超级地球经历板块构造的深水循环。深水循环可以通过参数化对流模型与挥发物再循环模型相结合来模拟。硅酸盐地幔的对流通过依赖于水的粘度与挥发性循环联系在一起。地表水含量的重要差异,发现不同的对流参数化。表面海洋更小,更持久的单层对流,而不是对流的边界层不稳定性。较小的行星最初有较大的海洋,但也比较大的行星更快地将水返回地幔。因此,超级地球在早期可能比较小的行星更不适合居住,但它们的可居住性(假设稳定的表面条件)将持续更长时间。
2015-01-05 astro-ph.EP
In hot water: effects of temperature-dependent interiors on the radii of water-rich super-Earths
观测技术的进步导致对超级地球质量和半径的测量越来越精确。这种测量被用于内部结构模型,以限制超级地球的内部成分。现在至关重要的是量化各种模型假设对预测半径的影响。特别是,模型经常忽略热效应,这一选择的理由是,一个固体类地行星的热膨胀很小。然而,富水内部的热效应可能是显著的。我们已经系统地探索了热效应在多大程度上可以影响富含水的超级地球的半径在很宽的范围内的质量,地面温度,表面压力和水团分数。我们开发了富水超级地球的温度依赖性内部结构模型,其中包括一个全面的温度依赖性水状态方程。我们发现,热效应诱导其半径的显着变化。例如,对于水质量百分比为10%的超级地球,假设表面压力为100 $\,$ bar,水层中存在绝热温度梯度,则当表面温度从300 K增加到1000 $\,$ K时,半径最多增加0.5 $\,$ R $_\oplus$。在较低的表面压力和/或较高的地面温度下,增加甚至更大,而改变水分数仅产生微小的差异。这些影响与当前的超级地球径向测量误差相当,其可以优于0.1 $\,$ R $_\oplus$。因此,在使用内部结构模型解释超级地球半径时,必须确保考虑到水的热行为。
2016-02-08 astro-ph.EP
The Demographics of Kepler's Earths and super-Earths into the Habitable Zone
了解类太阳恒星的宜居带中是否存在地球大小的行星,对于寻找类似地球的行星至关重要。然而,由于缺乏可靠的开普勒探测到这类行星,许多估计都是从近距离($2<P_{\mathrm{orb}}<100$天)的人口中得出的,其半径可能在大气质量损失机制的影响下有不同的演变。在这项工作中,我们计算了FGK星($0.56-1.63\,M_\odot$)的近距离超级地球($\sim1-2\,R_\oplus$)和次海王星($\sim2-3.5\,R_\oplus$)的内在发生率作为轨道周期的函数,并找到两个制度的证据:超级地球在短轨道周期更丰富,次海王星在较长的轨道周期更丰富。我们拟合了一个参数模型,在五个人口相等的恒星质量箱,并发现这两个制度之间的过渡轨道周期与恒星质量的规模,如$P_\mathrm{trans} \propto M_*^{1.7\pm0.2}$。这些结果表明,前亚海王星的人口污染了Gyr-old接近超级地球的人口,这表明人口是由大气损失形成的。使用我们的模型来约束长期人口的本质岩石行星,我们估计的发生率$Γ_\oplus = 15^{+6}_{-4}\%$地球大小的宜居带行星,并预测,亚海王星可能是$\sim$的两倍常见的超级地球在宜居带(当归一化的自然对数轨道周期和半径范围内使用)。最后,我们讨论了我们的研究结果的背景下,未来的任务寻找宜居带行星。
2022-09-08 astro-ph.EP
The Formation and Dynamics of Super-Earth Planets
超级地球,比地球稍大,比天王星稍小的天体,在系外行星科学中占有特殊的地位。作为一类新的行星体,这些天体对光谱两端的行星形成模型提出了挑战,并引发了对岩石行星的组成和内部动力学与其质量和半径的大量研究。超级地球比地球大小的行星在G星周围1 AU处相对更容易被发现,因此超级地球已成为全球观测活动的焦点,以寻找可居住的行星。超级地球的质量范围允许这些物体保持适度的大气层,甚至可能是板块构造,如果它们在其宿主恒星的宜居带中保持长期轨道,它们可能是宜居的。鉴于在过去两年中,事实上已经发现了一些可能适合居住的超级地球,因此有必要深入了解这些物体的形成和动力学演化。本文综述了超级地球形成的研究现状,讨论了超级地球形成和动力学演化的不同模型。
2013-06-24 astro-ph.EP
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
Fleeting but not Forgotten: the Imprint of Escaping Hydrogen Atmospheres on Super-Earth Interiors
本研究探讨了超级地球早期氢大气层逃逸对其内部化学组成和密度的持久影响,发现氢被封存导致内生产水并降低体密度,预测结果与观测一致。
2024-05-30 astro-ph.EP
Formation of Super-Earths by Tidally-Forced Turbulence
开普勒观测表明,许多系外行星是超级地球,这给核心吸积情景带来了难题。由于观测到的超级地球处于临界质量范围内,它们将有效地吸积气体并成为气体巨星。理论上,超级地球在地核吸积框架中是罕见的。为了解决这一矛盾,我们提出潮汐强迫湍流扩散可能会影响行星内部的热传输。研究了湍流扩散引起的热反馈。我们发现,潮汐强迫湍流将产生伪绝热区内的辐射区,这推动了辐射对流边界(RCB)向内。这将降低冷却光度并增强开尔文-亥姆霍兹(KH)时标。对于给定的原行星盘(PPD)的寿命,存在一个临界阈值的湍流扩散率,$ν_{\rm critical}$。如果是$ν_{\rm turb}>ν_{\rm critical} $,KH时标比盘的寿命长,行星将成为超级地球而不是气体巨星。我们发现,即使是一个小的湍流扩散值有影响的超级地球的演变。$ν_{\rm critical}$随核心质量增加而增加。我们进一步确定,在最小质量的太阳系外星云(MMEN),$ν_{\rm critical}$增加与半长轴。这可能解释了超级地球常见于内部PPD区域,而气体巨星常见于外部PPD区域的特征。预测的包络质量分数(EMF)与观测结果不完全一致。我们讨论的物理过程,如后期核心组装和质量损失机制,可能是在超级地球形成的操作。
2017-11-02 astro-ph.EP
The Metallicity Dimension of the Super Earth-Cold Jupiter Correlation
本文指出超级地球与冷木星相关性研究中的矛盾源于辛普森悖论,纳入金属丰度后发现二者在富金属类太阳恒星周围显著相关。
2024-03-05 astro-ph.EP
On the Formation of Super-Earths with Implications for the Solar System
我们首先考虑如何在一个原行星盘的湍流水平影响的形成位置,为观测到的近在太阳系外的超级地球。我们发现,一个原行星盘,包括一个死区(低湍流区域)有实质上更多的材料在磁盘的内部部分,可能允许在原位形成。为了使死区在磁盘的整个寿命期间持续,需要活性层表面密度足够小,<100 g/cm^2。通过死区的迁移可能非常缓慢,因此超级地球形成后通过死区向恒星迁移的可能性较小。对于完全湍流盘,没有足够的材料用于原位形成。然而,在这种情况下,超级地球可以在磁盘中更远的地方形成,并在合理的时间尺度上向内迁移。我们认为这两种形成机制在不同的行星系中起作用。这有助于解释观测到的超级地球密度的大范围变化,因为形成位置决定了组成。此外,我们推测超级地球可能在我们的太阳系内部形成,并清除了水星轨道内部区域的物质。如果在最后的气盘吸积过程中气盘足够冷,超级地球可以穿过气盘并落入太阳。虽然满足所有这些要求肯定是可能的,但我们并不指望它们在所有系统中都会出现,这可能解释了为什么太阳系在缺乏超级地球方面有些特殊。
2016-03-26 astro-ph.EP
Toward a Deterministic Model of Planetary Formation VI: Dynamical Interaction and Coagulation of Multiple Rocky Embryos and Super-Earth Systems around Solar Type Stars
视向速度和凌日观测表明,太阳型恒星上的超级地球,其质量和周期可达~20 M_E和几个月,比那些质量为20 M_E的气体巨星更常见。在许多情况下,这些超级地球是多行星系统的成员,它们之间的相互动力学相互作用影响了它们的形成和演化。在本文中,我们修改了现有的数值人口合成方案,以考虑到原行星胚胎的相互作用,其不断发展的出生气盘,以及他们的密切散射和共振相互作用。我们表明,这是可能的一组紧凑的胚胎出现内部的冰线,生长,迁移,并聚集成紧密包装的车队,失速在其宿主恒星附近。在盘气耗尽后,它们经历轨道交叉、近距离散射和巨大撞击,形成多个岩石地球或超级地球,它们在约0.1AU的非共振轨道上运行,偏心率约为0.01 - 0.1。我们认为,大多数周期在几天到几周之间的难熔超级地球可能是通过这个过程形成的。这些超级地球与类海王星冰巨星的不同之处在于它们的紧凑尺寸和缺乏实质性的气体外壳。
2010-06-14 astro-ph.EP
How stellar mass and disc size shape the formation and migration of super-Earths
University of Copenhagen(哥本哈根大学);Lund University(隆德大学)
本研究利用原行星盘和卵石吸积模型模拟行星形成与迁移,发现粘滞加热导致部分超级地球向外迁移并成长为巨行星,从而解释了高质量恒星周围超级地球较少的现象。
2025-09-17 astro-ph.EP
Impact of photoevaporative mass loss on masses and radii of water-rich sub/super-Earths
凌日测光的最新进展为超级地球的内部打开了一扇新的窗口。根据测量的半径和质量,我们可以推断行星的内部成分。最近发现,超级地球的组成多种多样。这种多样性被认为是由挥发性含量的多样性引起的。挥发性成分的稳定性有待检查,因为热的超级地球经历了光蒸发质量损失。虽然有几项研究调查了光蒸发质量损失对氢氦包层的影响,但很少有研究涉及对水蒸气包层的影响。为了获得对未来观测的理论预测,我们还研究了经历了光蒸发质量损失的富水子/超级地球的质量、半径和半长轴之间的关系。我们模拟的内部结构和演变的子/超级地球,包括岩石的核心由水包围,包括质量损失由于恒星XUV驱动的能量有限的流体动力学逃逸。我们发现,光蒸发质量损失有一个显着的影响,热子/超地球的演变。然后,我们推导出阈值行星的质量和半径,低于该行星完全失去其水包层作为初始水含量的函数,并发现有最小的阈值质量和半径。我们约束域中的行星质量,半径和半长轴的参数空间中,子/超级地球永远不会保留水信封在1-10 Gyr。这将为理解近距离低质量行星的起源提供重要信息。然而,目前恒星XUV通量及其加热效率的不确定性使我们无法得出可靠的结论。尽管如此,这似乎是一个强有力的结论,开普勒行星候选者包含大量的岩石亚/超级地球。
2014-01-10 astro-ph.EP
Two planetary systems with transiting Earth-size and super-Earth planets orbiting late-type dwarf stars
我们提出了两个新的行星系周围发现的冷矮星的数据从K2任务。第一个系统在K2-239(EPIC 248545986)中发现,在本工作中表征为M3.0V,并在K2的第14次活动中观察到。它由三颗地球大小的凌日行星组成,半径分别为1.1、1.0和1.1 R地球,轨道周期分别为5.24、7.78和10.1天,接近2:3:4共振。第二个是在K2-240(EPIC 249801827)中发现的,在这项工作中被表征为M0.5V,并在第15次活动中观察到。它由两个过境的超级地球组成,半径为2.0和1.8 R地球,轨道周期为6.03和20.5天。这些行星大气的平衡温度估计在380-600 K之间,透射光谱中的信号幅度估计为约10 ppm。
2018-06-05 astro-ph.EP
Formation and disruption of resonant chains of super-Earths: Secular perturbations from outer eccentric embryos
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交大李政道研究所);School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院);Department of Physics, Kurume University(久留米大学物理学系)
本研究通过N体模拟、解析公式与轨道计算,揭示外侧偏心星子的长期摄动可瓦解超级地球共振链,解释观测到的轨道周期比分布特征及动力学不稳定性诱因。
2025-11-14 astro-ph.EP
Understanding Super-Earths with MINERVA-Australis at USQ's Mount Kent Observatory
超级地球,质量在5-10个地球之间的行星,是已知的最常见的系外行星类型,但在我们的太阳系中完全没有。因此,它们的详细性质,组成和形成机制知之甚少。美国宇航局的凌日系外行星调查卫星(TESS)将识别数百颗围绕明亮恒星运行的超级地球,这是第一次允许深入描述这些行星。在南昆士兰大学,我们是MINERVA-Australis项目的主持人,该项目完全致力于TESS行星的后续表征和质量测量。我们给出了MINERVA-Australis的最新状态和我们的预期性能。
2018-06-25 astro-ph.EP
Hot super-Earths stripped by their host stars
模拟预测,热的超级地球大小的系外行星可以通过光蒸发剥离它们的外壳,这将使它们本身缺乏这些系外行星。然而,系外行星种群中的这种缺失却逃脱了严格的检测。在这里,我们证明,使用asteroseismology在开普勒任务期间观察到的系外行星和系外行星候选者的样本,虽然有大量的超地球大小的系外行星低入射通量,没有发现高入射通量。我们没有发现任何半径在2.2到3.8地球半径之间的系外行星,其入射通量超过地球上入射通量的650倍。系外行星数量的这种差距可以用挥发性元素的蒸发来解释,因此支持了预测。蒸发造成的热超级地球沙漠的确认将为行星系的模拟增加一个重要的限制,因为它们必须能够重现近距离超级地球的缺乏。
2016-04-18 astro-ph.EP
The NASA-UC Eta-Earth Program: I. A Super-Earth Orbiting HD 7924
我们报告了NASA-UC Eta-Earth计划中发现的第一颗低质量行星,这是一颗围绕K 0矮星HD 7924运行的超级地球。开普勒模型的精确多普勒径向速度揭示了一个行星的最小质量M_Psin i = 9.26 M_地球在一个P = 5.398 d的轨道。根据2001年至2008年的测量数据,该行星被稳健地探测到,估计误报概率小于0.001。使用费尔伯恩天文台的自动测光望远镜进行的测光观测显示HD 7924在径向速度期间的光度常数为0.19毫等,支持行星伴星的存在。在测光极限~0.5毫等以下,没有发现凌日现象,排除了各种成分的凌日行星。HD 7924 b是已知的仅有的八颗M_P sin i < 10 M_地球的行星之一,因此是一个新兴的低质量行星家族的成员,这些行星共同限制了行星形成的理论。
2009-01-28 astro-ph.EP
Detection of Earth-mass and Super-Earth Trojan Planets Using Transit Timing Variation Method
我们已经进行了广泛的研究的可能性,检测地球质量和超级地球特洛伊行星使用凌日定时变化方法与开普勒太空望远镜。我们已经考虑了一个系统组成的过境木星型行星在一个短周期的轨道,并确定了诱导的变化,其过境时间由于地球质量/超级地球特洛伊行星。我们绘制了1:1平均运动共振周围的相空间的大部分,并确定了与其他几个平均运动共振相对应的区域,在这些区域中行星的轨道将是稳定的。我们计算了不同质量和轨道要素值的过境和扰动机构,以及中央恒星的质量,并确定这些对象的轨道配置(其轨道要素和质量的范围)的TTV将在开普勒的行星候选者的过境时间的变化范围内。我们的研究结果表明,在一般情况下,TTV的振幅落在从开普勒的长节奏数据获得的定时精度的可检测范围内,并根据系统的参数,其幅度可能会变得大到几个小时。探测到超级地球特洛伊的可能性更高,它们的轨道稍微偏心,围绕着质量略小于木星的短周期木星型行星。我们提出了我们的研究的细节,并讨论其结果的影响。
2013-07-25 astro-ph.EP
A Distinct Population of Small Planets: Sub-Earths
已知小行星的大小是双峰的,有一个间隙将失去原始大气层的行星(超级地球)和保留原始大气层的行星(迷你海王星)分开。在这里,我们报告的证据,另一个不同的人口规模较小。通过关注围绕GK矮星向内运行16天的行星,并校正观测的完整性,我们发现超级地球的数量在1.4地球半径附近达到峰值,并在低于这个尺寸时消失。相反,一个新的行星群体(亚地球)似乎在小于1个地球半径的大小占主导地位,随着大小的减小而增加。在超短周期行星中也观察到这种模式。超级地球的终结支持了先前的说法,即超级地球和迷你海王星,可能形成于气态原行星盘中的行星,具有狭窄的质量分布。相比之下,次地球可以用幂律质量分布来描述,并可以用类地行星形成理论来解释。因此,我们推测它们是在气体盘消散之后很久才形成的。这些亚地球向更长轨道周期的延伸,目前还看不见,可能是真正的地球类似物。这强烈地激发了新的搜索。
2021-02-19 astro-ph.EP
Anatomy of rocky planets formed by rapid pebble accretion II. Differentiation by accretion energy and thermal blanketing
我们探讨了岩石行星的加热和分化,通过快速的卵石吸积生长。我们的类地行星生长在冰线之外,最初以质量计吸积了28%的水冰。当原行星达到质量为$0.01\,M_{\rm E}$时,水的吸积停止,此时气体包层变得足够热,使冰升华,并通过循环流将蒸汽输送回原行星盘。$^{26}$ Al衰变释放的能量融化了积冰,形成粘土(层状硅酸盐)、氧化铁(FeO)和一个质量是地球现代海洋十倍的水表层。当有效吸积温度超过300 K时,海气系统发生逃逸温室效应。失控的温室过程蒸发了水层,从而捕获了吸积热,并将表面加热到6,000 K以上。这导致地幔的上部融化并形成全球性的岩浆海洋。金属熔体从硅酸盐熔体和沉积物中分离出来,向岩浆海洋的底部移动;沉积释放的重力能量导致正反馈,行星开始分化,导致整个地幔熔化和分化。因此,所有岩石行星都自然地经历了岩浆海洋阶段。我们证明,地球的小过量的$^{182}$ W($^{182}$ Hf的衰变产物)相对于辉长岩是一致的,这样的快速核心的形成在5万年内,随后由地球地幔中的W水库与$^{182}$ W-贫材料的行星质量的冲击器的核心平衡,只要平衡度至少是25%-50%,取决于初始的Hf/W比。行星碰撞肯定发生在类地行星主要吸积阶段至少3500万年后。
2023-01-26 astro-ph.EP
Formation of planetary systems by pebble accretion and migration: How the radial pebble flux determines a terrestrial-planet or super-Earth growth mode
超级地球被发现在比地球更紧密的轨道上,围绕超过三分之一的主序星运行。有人提出,超级地球是类似的类地行星,通过行星胚胎的相互吸积形成,但在圆盘中比太阳原行星盘密度大得多。相反,我们认为,类地行星和超级地球有两个不同的形成途径,是由光盘的卵石水库。通过数值积分,结合卵石吸积和N-体重力胚胎之间,我们表明,在卵石质量通量的一个因素的差异是足以改变从陆地到超地球生长模式的演变。如果卵石的质量流量很小,那么冰线内的初始胚胎生长缓慢,不会大量迁移,导致当气盘消散时,火星质量胚胎的分布很广。没有气体存在,胚胎变得不稳定,少量的类地行星通过相互碰撞形成。最后的类地行星最多有5个地球质量。相反,如果卵石的质量通量很高,那么冰线内的初始胚胎迅速变得足够大,可以通过气盘迁移。胚胎集中在圆盘的内边缘,通过相互融合加速生长。这导致形成了一个由5到20个地球质量范围内的紧密间隔的超级地球系统,以卵石隔离质量为边界。一般来说,这些超级地球系统在气盘消失后的不稳定性会触发额外的合并事件,并将系统从共振链中驱逐出去。卵石通量--控制着两种生长模式之间的转变--可能受到圆盘中最初的固体储存库的调节,或者受到更遥远的巨行星的存在的调节,这些巨行星可以阻止卵石的径向流动。
2019-02-22 astro-ph.EP
The Mass-Radius Relation for 65 Exoplanets Smaller than 4 Earth Radii
我们研究了65颗轨道周期小于100天的小于4个地球半径的系外行星的质量和半径。我们计算的加权平均密度的行星箱的0.5地球半径,并确定在1.4地球半径的密度最大值为7.6克/立方厘米。半径达到R = 1.5地球半径的行星密度随着半径的增加而增加。在1.5个地球半径以上,行星密度随着半径的增加而迅速下降,这表明这些行星有很大一部分体积的挥发物覆盖在岩石核心上。包括太阳系的类地行星和半径小于1.5的系外行星,当R < 1.5时,我们发现ρ= 2.43 + 3.39(R/R_E)g cm^-3,这与岩石成分一致。对于半径在1.5到4倍地球半径之间的系外行星,我们发现M/M_E = 2.69(R/R_E)^0.93。在1.5和4个地球半径之间拟合的行星质量的RMS为4.3 M_E,约化χ^2 = 6.2。大的分散表明在给定半径的行星组成的多样性。成分的多样性可能是由于行星的体积(由它们的大氢/氦包层决定)包含不同质量或成分的岩石核心。
2014-02-15 astro-ph.EP
Prospects for detecting the Rossiter-McLaughlin effect of Earth-like planets: the test case of TRAPPIST-1b and c
罗斯特-麦克劳克林效应是确定凌日行星的天空投影自旋轨道角($β$)的主要方法。以最近发现的TRAPPIST-1系统为例,我们探索如何超冷矮星促进测量的自旋-轨道角地球大小的行星,通过创建一个效果,可以是一个数量级更充足的多普勒反射运动所造成的行星,如果恒星正在经历快速旋转。在TRAPPIST-1的情况下,我们预计Rossiter McLaughlin效应的半振幅为已知凌日行星的$40-50$ m/s。考虑到超冷矮星的恒星抖动,仪器噪声,并假设径向速度精度都证明和预期即将到来的近红外光谱仪,我们量化了测量行星的质量和自旋轨道角所需的观测工作。我们的结论是,如果行星系是良好的对齐,那么$β$可以测量到$\lesssim 10^{\circ}$的精度,如果摄谱仪是稳定的水平2米/秒。我们还调查了$Δβ$的措施,相互倾斜,当多个过境行星存在于系统中。最后,我们注意到,许多晚期M矮星的快速旋转速率会将罗西特-麦克劳克林信号放大到大气吸收体的色罗西特-麦克劳克林效应的变化应该可以检测到的程度。
2016-08-03 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
Formation of planetary systems by pebble accretion and migration: Hot super-Earth systems from breaking compact resonant chains
至少有30%的主序星的行星大小在1到4个地球半径之间,轨道周期小于100天。我们使用N体模拟,包括一个模型的气体辅助卵石吸积和磁盘-行星潮汐相互作用,研究超级地球系统的形成。我们表明,完整的卵石质量库在热超级地球或热海王星($\lesssim15M_{\oplus}$)和可能成为气态巨行星($\gtrsim15M_{\oplus}$)的超大质量行星核心之间产生了分歧。在模拟中,中等卵石通量的行星会生长出多个超级地球质量的行星,这些行星会向内迁移,并在圆盘的内缘堆积,形成长长的共振链。我们遵循这些系统的长期动力学演化,并使用观测到的行星对的周期比分布来约束我们的模型。高达$\sim$ 95%的共振链在气盘分散后变得动态不稳定,导致后期碰撞阶段,打破了原始的共振配置。我们的模拟自然匹配的观察时,他们产生的不稳定系统的主要部分($\gtrsim95\%$)与稳定的共振链($\lesssim5\%$)的喷洒(Trappist-1系统代表这样的例子)。我们的研究结果表明,超级地球系统是固有的多重(${\rm N\geq2}$)和观察到的单行星凌日过多的结果是相互倾斜激发的行星-行星不稳定性。在模拟中,行星种子最初分布在内部和外部磁盘,接近超级地球(删节)。
2021-04-19 astro-ph.EP
Tidal Heating of Young Super-Earth Atmospheres
短周期的地球到海王星大小的系外行星(超级地球),具有大量的气体包层似乎非常常见。这些气体大气层被认为是起源于行星在最初的几个百万年中嵌入其中的原行星盘。气体从周围星云中吸积的速率取决于气体冷却和辐射其引力能量的能力。在这里,我们证明了恒星和年轻(因此膨胀)行星之间的潮汐相互作用产生的热量可以抑制气体冷却和吸积。定量地,我们发现,增长的超级地球大气停止行星的周期约为10天,提供他们的初始偏心率是0.2的顺序。因此,潮汐加热提供了一个强大而简单的机制,可以同时解释为什么这些行星没有成为气体巨星,并解释靠近恒星的低密度行星的不足,那里的潮汐甚至更强。我们认为,潮汐加热可能是重要的其他因素(如星云的寿命和大气蒸发)在塑造观察到的超级地球人口。
2016-11-16 astro-ph.EP
An Energy Balance Model for Rapidly and Synchronously Rotating Terrestrial Planets
本文介绍了可居住能量平衡模式(HEXTOR),它是一个计算地球和其他快速旋转行星纬度温度分布的模式。HEXTOR包括一个用于计算出射红外辐射通量和行星辐射通量的查找表方法,该方法在能量平衡模型中参数化辐射转移方面比其他方法有所改进。验证的情况下,目前的地球和其他地球大小的行星与aquaplanet和陆地行星的条件从0到45度平行度。潮汐锁定坐标系也实现了能量平衡模型,这使得在低质量恒星同步旋转的行星的水平温度分布的计算。该坐标转换模型适用于TRAPPIST-1 e的情况下定义的TRAPPIST可居住的大气相互比较协议,这表明更好的协议与大气环流模型相比,纬度能量平衡模型。将大气环流模型作为调整基准,以及在具有不同物理参数化的能量平衡模型之间进行相互比较,可以在将能量平衡模型应用于系外行星方面取得进展。
2022-01-07 astro-ph.EP physics.ao-ph
Super-Earths in need for Extremly Big Rockets
许多岩石系外行星比地球更重,更大,被称为“超级地球”。其中一些可能是可居住的,一些可能是超级地球人居住的。由于这些星球的表面重力更高,太空飞行更具挑战性。我们发现,化学火箭仍然允许超级地球上的逃逸速度高达10倍地球质量。重得多的岩石世界,如果它们存在的话,将需要消耗地球的大部分作为发射的化学燃料,这是一项相当危险的任务。我们还简要讨论了从水世界发射火箭,这需要外星人的巨型建筑。
2018-04-04 astro-ph.EP physics.pop-ph
Tidal locking as a negative feedback on Earth-like planetary dynamos: Consequences for magnetic shielding and habitability
Sapienza, Università di Roma(罗马大学);INAF, Observatory of Abruzzo(阿布鲁佐天文台)
研究潮汐锁定如何影响M矮星宜居带类地行星的磁场生成和磁层保护,发现潮汐锁定通过负反馈导致偶极场崩溃,内边界磁场显著衰减,外边界仅对早期M矮星和早期地球有利。
2026-06-23 astro-ph.EP astro-ph.SR