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
The Implications of Thermal Hydrodynamic Atmospheric Escape on the TRAPPIST-1 Planets
本文通过纳入观测不确定性统计建模TRAPPIST-1行星的热流体动力学大气逃逸，给出各行星水损失与氧生成的概率分布，并利用当前水含量约束初始水含量，揭示内侧行星易干涸而外侧行星可保留大量水。
2024-05-03 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
Homogeneous Analysis of Hot Earths: Masses, Sizes, and Compositions
已经发现类地行星以极短的周期围绕类太阳恒星运行，有些短至4小时。这些“超短周期行星”或“热地球”受到如此强烈的辐射，以至于任何初始的H/He大气都可能因光蒸发而消失。因此，热地球的样本可能会让我们看到岩石核心，这些岩石核心通常被更宽轨道行星上厚厚的H/He信封所覆盖。然而，热地球的质量和半径测量是从不同建模方法的大杂烩中得出的，并且包括几个相互矛盾的结果。在这里，我们对11个已知的热地球的完整样本进行了均匀分析，其日射量超过地球的650倍。我们结合所有可用的数据为每个行星，纳入视差信息从{ \it盖亚}，以改善恒星和行星的参数，并使用高斯过程回归考虑相关噪声的径向速度数据。均匀分析导致热地球的表观成分分散较小，尽管仍然存在一些内在分散。大多数行星的组成与地球相似（35%的铁和65%的岩石），但有两颗行星（K2- 141 b和K2- 229 b）显示出更高的铁含量，一颗行星（55，Cnc，e）的铁含量非常低，或者是低密度挥发物的包络。所有行星的质量都小于8\，$M_\oplus$，尽管选择倾向于更大质量的行星，这表明8\，$M_\oplus$是失控吸积的临界质量。
2019-09-10 astro-ph.EP
Hot Super Earths: Tidally Downsized hot jupiters? The hot jupiter around the metal poor star explained
最近的开普勒观测揭示了一个意想不到的丰富的“热”地球大小的海王星大小的行星在内部~0.02-0.2 AU从他们的母星。另一个最近观测的“怪事”是发现了一颗热木星行星围绕着一颗起源于河外的贫金属恒星。我们指出，这些意见有自然的解释框架内的潮汐缩小假说，一个新的和替代模型的行星形成。我们表明，分子氢的离解导致了巨行星胚胎的“第二次崩溃”。坍缩形成了密度更大的流体结构，非常类似于林轨道上孤立的原巨行星，然后它们进入了退化的“主序星”阶段。我们发现，在早期的富含气体的阶段，原行星盘，这些配置迁移向内更快地比他们的合同。因此，它们在距母星约0.05 - 0.1天文单位的特征距离处被潮汐瓦解。这种破坏很可能会留下固体核心，我们将其与开普勒观测到的热超级地球联系起来。此外，我们表明，单一的热木星（也发现了开普勒望远镜）在TD假说的背景下并不令人惊讶。最后，巨大胚胎的第二次坍缩会形成无核巨行星，这种情况发生在非常巨大的胚胎（超过20个木星质量）或非常贫金属的胚胎中。我们认为这个过程可以解释河外热木星。
2011-09-06 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
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
Hot Jupiters and Super-Earths
我们探讨了动力学在塑造行星系多重性中的作用，着重于两个特殊的问题。(1)我们认为，在热木星系统中缺乏近距离的超级地球是热木星迁移历史的一个标志，有助于区分不同的迁移机制。我们提出了N-体模拟的动力学迁移的情况下，原热彗星被激发到高偏心率之前，潮汐循环和轨道衰变。我们表明，在这种情况下，偏心的巨行星通常会破坏内部系统中的行星，这与观察到的缺乏密切的超级地球伴星的热彗星相一致。(2)我们探讨的作用，影响的多重性的接近系统，如开普勒发现的外部系统的动力学。我们特别考虑行星-行星散射和Kozai扰动对内部系统架构的外部巨行星的影响，并评估这种情况下，以减少内部系统的多重性，并有助于观察到的单一开普勒行星过剩的能力。
2016-03-31 astro-ph.EP
Atmospheres of Hot Super-Earths
热的超级地球可能拥有通过与地面的蒸汽饱和平衡建立的最小大气层。我们解决了这些稀薄的大气在Corot-7 b，开普勒10 b和55 Cnc-e的表面的流体动力学，包括磁阻力和欧姆耗散的理想化处理。我们发现，在所有情况下，大气压力保持接近当地的饱和值。尽管出现了强烈的超音速风，它携带着升华的质量离开亚恒星点，但大气层并没有超出昼夜界限太多。地面温度决定了行星的热（红外）特征，它在很大程度上不受与大气交换的影响，因此遵循有效的辐射模式。然而，大气温度控制着云的凝结，从而控制着云的性质，它可以大大偏离辐射模式。磁阻力和欧姆耗散也会强烈影响大气行为，这取决于大气成分和行星磁场强度。我们的结论是，热的超级地球可能在反射（可能在发射）中表现出有趣的特征，这将追踪它们的地面，大气和磁性的组合。
2011-11-12 astro-ph.EP
Temperature inversions on hot super-Earths: the case of CN in nitrogen-rich atmospheres
我们表明，在极端辐射的热超级地球的大气中，CN的短波吸收可以引起强烈的温度反转。我们的这项研究基于之前对55 Cancri e的观测，这使我们相信超短周期的超级地球可以维持富含氮和/或碳的挥发性大气。我们计算我们的模型大气中的各种富氮的情况下，轨道参数的辐射对流平衡。我们证明了热反转对化学和计算低分辨率的合成发射光谱的范围为0.5 - 28微米所造成的影响。结果表明，由于CN的短波吸收，温度高于2000 K，C/O $\geq$ 1.0的大气容易发生热反转。CN是少数几个在短周期超级地球白天发生的高温下非常稳定的分子之一。这种大气的发射光谱将与非倒置情况有很大不同。在反转的情况下，吸收特征被反转，显示出比预期更高的通量。我们建议，在热大气中的反演应该是预期的规范。热超级地球是测试大气化学和结构预测的一些最极端的自然实验室。它们经常出现，发射明亮，轨道周期短。所有这些因素使它们成为JWST和ARIEL任务观察的完美候选者。
2021-01-08 astro-ph.EP
Hot super-Earths and giant planet cores from different migration histories
嵌入气态原行星盘中的行星胚胎经历I型轨道迁移。迁移可以是向内或向外，这取决于当地的磁盘属性，但一般来说，只有行星质量超过几个$M_\oplus$可以向外迁移。在这里，我们提出，胚胎的迁移历史决定了它是成为一个炎热的超级地球还是一个巨大行星的核心。当胚胎向内迁移并在盘的内边缘堆积时，热的超级地球（或迷你海王星）系统就形成了。当向内迁移的胚胎变得足够大而转向向外迁移时，巨大的行星核心就形成了。我们提出了这个过程的模拟使用修改后的N体代码，从一群行星胚胎。热的超级地球系统形成共振链，最里面的行星位于圆盘的内边缘或内部。共振链被破坏的后期动力学不稳定性所触发的气体盘的分散。巨大的行星核心向外迁移到零扭矩区域，这些区域向内移动，最终随着磁盘的分散而消失。巨大的行星核心随着这些区域向内迁移，并滞留在约1-5 AU处。我们的模型再现了观测到的太阳系外行星种群的几个特性。当固体中的质量增加时，巨行星核心的频率会强烈增加，这与观测到的巨系外行星-恒星金属丰度相关性一致。热超级地球的频率不是恒星金属丰度的函数，也与观测结果一致。我们的模拟可以再现观测到的超级地球人口的广泛特征。
2014-12-09 astro-ph.EP
Dynamically hot Super-Earths from outer giant planet scattering
\textit{Kepler}任务发现的数百个多行星系通常被观察到位于近距离（$\lesssim0.5$ AU），低偏心率和低倾角轨道。我们运行N体实验来研究不稳定的外（$\gtrsim1$ AU）巨行星，其末端轨道配置类似于径向速度人口，对这些接近的多个超级地球系统的影响。我们的实验表明，巨行星大大降低了内部超级地球的多重性，幸存的人口可以有大的偏心率（$e\gtrsim0.3$）和倾角（$i\gtrsim20^\circ$）的水平，反相关的多重性。因此，该模型预测存在一个人口的动态热单凌行星的典型偏心率和倾角的范围内的$\sim 0.1-0.5$和$\sim 10^\circ-40^\circ$。我们发现这些结果可以解释以下观测：（i）最近从凌日持续时间对\textit{Kepler}超级地球的偏心率测量;（ii）单凌日系统比多凌日系统具有更宽的恒星偏心角分布的初步观测;（iii）径向速度巡天发现的一些偏心超级地球的结构，如HD 1，125612 c. \textit{TESS}未来的观测将揭示更多动态热单凌行星，后续径向速度研究将能够测试我们的模型，看看它们是否有外部巨行星。
2017-03-28 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
Theoretical Emission Spectra of Atmospheres of Hot Rocky Super-Earths
最近的过境高密度超级地球的检测的动机，我们探讨了热岩石超级地球轨道非常接近他们的宿主恒星的可探测性。在足够热的环境中，它们的岩石表面被熔化，它们的大气层由来自岩浆海洋的气体组成。在这项研究中，我们调查的大气的辐射特性，是在气体/熔体平衡与底层岩浆海洋。我们的平衡计算产生Na，K，Fe，Si，SiO，O和O $_2$作为主要的大气物种。我们整理了文献中这些物种的辐射吸收线数据，计算了它们在0.1- 100 ~ $\mathrm{μm}$波长范围内的吸收不透明度。利用它们，我们整合了大气的热结构。然后，我们发现，逆温发生在大气中，因为紫外线吸收的SiO。此外，我们还计算了二次食期间行星与恒星的辐射通量之比，发现SiO在4~ $\mathrm{μm}$处引起的显著辐射特征可被Spitzer探测到，而在10和100~ $\mathrm{μm}$处引起的显著辐射特征可被未来的空间望远镜探测到。
2015-01-24 astro-ph.EP
In situ formation of hot Jupiters with companion super-Earths
观测已经证实了多行星系统的存在，其中包含一个热木星和较小的行星伴侣。例子包括WASP-47、Kepler-730和TOI-1130。我们研究形成这样的系统在原位使用$N$体模拟，包括一个现实的治疗碰撞，一个不断发展的原行星盘和偏心率/倾斜阻尼的行星胚胎的可扩展性。初始条件是使用两种不同的模型构建的巨行星的核心：“种子模型”和“等质量模型”。前者有一个更大的原行星放置在一个紧凑的配置多个小胚胎。后者仅由等质量的胚胎组成。对种子模型的模拟导致了包含热木星和超级地球的系统的形成。演化始终遵循四个不同的阶段：早期的巨大的影响;失控的气体吸积到种子原行星;磁盘阻尼主导的演化的胚胎轨道外部的巨人;后期的混乱阶段后，分散的气体盘。大约1%的等质量模拟形成了一个巨大的，并遵循相同的四相演化。等质量模拟的合成凌日观测提供了包含热木星和内部超级地球的系统的0.26%的发生率，类似于实际凌日调查的0.2%的发生率，但模拟的热木星很少被检测为单个凌日行星，与观测结果不一致。我们模拟的一个子集形成了两个近距离的巨人，类似于WASP-148系统。这里探讨的方案为形成具有不寻常架构的系统提供了一条可行的途径，但不适用于大多数热制冷剂。
2021-05-18 astro-ph.EP
Hot Super Earths: disrupted young jupiters?
最近的{ \em Kepler}观测显示，在$0.02-0.2$ AU的内部，有大量的地球大小到海王星大小的“热”行星。我们认为，这些较小的行星是大质量巨行星的残余物，它们向内迁移的速度比它们收缩的速度要快。我们表明，这种破坏自然发生在行星形成的潮汐缩小假说的框架。我们发现，这种“热破裂”发生的特征行星-恒星分离是$R \approx 0.03-0.2$ AU。这个结果与行星的胚胎质量无关，但取决于圆盘中的吸积速率。在高增长率下，$\dot M \simgt 10^{-6}\msun$ yr $^{-1}$，胚胎不能足够快地收缩并被破坏。在后期，当生长速率下降到$\dot M \simlt 10^{-8} \msun$ yr $^{-1}$时，胚胎迁移足够慢而不被破坏。这些“迟到者”也许可以解释众所周知的热木星人口。如果I型迁移机制效率低下，那么我们的模型预测，当迁移率突然从II型转换到I型时，在$R\sim 0.1$ AU处会有行星堆积。
2011-03-09 astro-ph.EP
Kepler-730: A hot Jupiter system with a close-in, transiting, Earth-sized planet
开普勒-730是一个行星系，拥有一个经过统计验证的热木星，轨道为6.49天，还有一个额外的凌日候选者，轨道为2.85天。我们使用APOGEE-2N仪器的光谱径向速度，Robo-AO对比曲线和盖亚距离估计来统计验证额外的地球大小的候选者的行星性质。我们执行天体物理假阳性概率计算的候选人使用现有的开普勒数据和支持的统计验证，使用径向速度数据，以排除一个家庭的可能的双星解决方案。利用恒星模型对主星半径的估计，我们分别计算了开普勒730 b和开普勒730 c的半径$1.100^{+0.047}_{-0.050}\ R_{Jup}$和$0.140\pm0.012\ R_{Jup}$（$1.57\pm0.13\ R_{\oplus}$）。开普勒730是第二个拥有热木星和内部凌日行星的紧凑系统。
2019-01-11 astro-ph.EP
On the origin of dynamically isolated hot Earths
最近在对开普勒行星候选目录数据的分析中发现了一个独特的行星系，其中包含动态孤立的地球大小的行星，轨道周期为$P_\mathrm{orb}\sim 1\,$天。我们认为，这些物体可能代表巨行星的残余岩石核心，这些行星以高偏心率轨道到达恒星附近，并在越过各自的罗氏极限（RL）$a_\mathrm{R,p}$后迅速被剥离其气体包层。在这张图片中，具有$P_\mathrm{orb}\gtrsim1\,$日的天体大多是“早期”的核心，它们起源于具有初始近星点距离$a_\mathrm{per,0}\le a_\mathrm{R,p}$的行星;它们具有高的初始偏心率，但它们的轨道在核心暴露后经历了快速的潮汐循环。相比之下，具有$P_\mathrm{orb}\lesssim 1\,$日的天体大多是起源于具有$a_\mathrm{per,0}>a_\mathrm{R,p}$的行星的“晚期”核心;这些行星经历了半径为$>a_\mathrm{per,0}$的轨道圆化，但最终通过潮汐轨道衰变达到$a_\mathrm{R,p}$。这幅图自然地解释了热地球的空间分布，以及它们与热彗星的推断发生率的相似性，它很好地符合轨道周期行星质量平面中所谓的亚木星沙漠的解释，即高偏心率行星迁移到RL附近。
2017-08-28 astro-ph.EP
The Mid-InfraRed Exo-planet CLimate Explorer MIRECLE: Exploring the Nearest M-Earths Through Ultra-Stable Mid-IR Transit and Phase-Curve Spectroscopy
本白皮书介绍了一个名为MIRECLE的任务概念-中期红色系外行星气候探测器。MIRECLE具有2米的中等孔径、宽波长覆盖范围（4 - 25微米）和下一代仪器，将能够有效地表征具有统计意义的类地行星样本，其中许多行星将位于其宿主恒星的宜居带。地球大气的光谱特性将为宜居带的内外边缘上具有稀薄大气和坚实大气的行星的分布提供限制，并为评估宜居潜力提供气候模型。对于少数最亮的目标，检测分子的特定组合将提供生物特征的证据。对于所有其他目标，这种全面的调查将过滤掉无空气，干燥或无生命的世界，从而提供一个潜在的可居住世界的子集，准备使用更大口径的望远镜进行深入的大气表征。
2019-08-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
Venus as an Analog for Hot Earths
在这里，我们评估我们最近的行星邻居，金星，作为一个失控的温室气体状态的例子，边界的内部边缘的宜居带。尽管金星目前的表面环境如地狱，但金星表面可能曾经有海洋般的液态水，适合居住。随着时间的推移，它失去了潜在的危险环境，因为太阳变亮了。今天，它代表了可居住行星演化的最终状态，因此它提供了关于可居住性作为一个行星过程的宝贵经验。在太阳系之外，金星外类似物可能是常见的行星类型，我们可能已经发现了许多金星的姐妹围绕其他恒星运行。此外，我们不久的将来的系外行星探测和表征方法偏向于观测它们。因此，考虑金星可以教我们关于金星外类似物的东西是有益的。通过在不同的天体物理背景下观察不同年龄的金星外行星，这些遥远的热地球世界同样可以让我们见证过去在金星上发生的过程。
2018-04-16 astro-ph.EP
A hot big bang theory: magnetic fields and the early evolution of the protolunar disk
地球月球形成的主要理论是，火星大小的天体与原地球发生碰撞，产生一个由轨道物质组成的圆盘，后来凝结形成月球。在这里，我们研究的早期演化的原月盘。首先，我们表明，磁盘的不透明度是大的，因此冷却是低效的（t_{cool} Ω>> 1）。在这种情况下，除非α<（t_{cool} Ω）^{-1} << 1，否则盘中的角动量输运导致稳定加热。在Charnoz和Michaut以及Carballido等人的早期工作之后，我们表明，一旦磁盘被完全蒸发，它是很好地耦合到磁场。我们考虑一个场景，其中湍流驱动的磁场导致一个简短的，热的阶段，磁盘是几何厚，与h强湍流混合。圆盘通过扩散冷却，直到它从磁场中散开。我们指出，大约一半的吸积能量耗散在边界层的磁盘满足地球表面。这在地球附近产生了高熵物质，推动了对流和混合。最后，一个热的、磁化的圆盘可以驱动双极外流，从地月系统中移除质量和角动量。
2016-07-07 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
Breaking the Chains: Hot Super-Earth systems from migration and disruption of compact resonant chains
“热超级地球”（或“迷你海王星”）的大小是地球的1到4倍，周期短于100天，围绕30- 50%的太阳类恒星运行。它们的轨道结构-以多行星系统中相邻行星的周期比分布来衡量-是形成模型的一个强有力的约束。在这里，我们使用N体模拟与合成力从一个潜在的不断发展的气体盘模型的形成和长期的动力学演化的超级地球系统。当气盘存在时，行星胚胎生长并向内迁移，形成一个固定在气盘内缘的共振链。这些共振链比观测到的超级地球系统要紧密得多。一旦气体消散，共振链可能变得动态不稳定。它们经历了一个巨大的撞击阶段，将系统扩展开来。圆盘湍流对结果没有可测量的影响。如果一小部分共振链保持稳定，而大多数超级地球经历后期动力学不稳定，我们的模拟与观测结果相匹配。我们的统计分析限制了稳定系统的贡献小于$25\%$。我们的研究结果还表明，观测到的大部分单行星系统并不一定意味着任何二分法的行星系的架构。最后，我们利用开普勒数据中共振的低丰度来论证，在现实中，共振链的生存可能只发生在$\sim 5\%$的情况下。这就引出了一个谜团：在我们的模拟中，只有50- 60%的共振链变得不稳定，而至少75%（可能90- 95%）必须是不稳定的，以匹配观察结果。
2017-05-24 astro-ph.EP
Two planetary companions around the K7 dwarf GJ 221 : a hot super-Earth and a candidate in the sub-Saturn desert range
我们报告了两个低质量的同伴轨道附近的K7矮星GJ 221，已经出现了重新分析4.4年的公开可用的HARPS光谱补充2年的高精度多普勒测量与麦哲伦/PFS。单是HARPS的测量就包含了一个低质量伴星的清晰信号，周期为125天，最小质量为53.2 \mearth（GJ 221 b），落在一个很少发现行星候选者的质量范围内（亚土星沙漠）。增加17个PFS观测值可以在热轨道（3.87天周期，GJ 221 c）中可靠地探测到第二个低质量伴星（6.5 \mearth）。光谱和光度校准表明，GJ 221与太阳相比略有贫化（[Fe/H] $\sim$ -0.1），因此系统中存在两个低质量的伴星证实了恒星金属量略有减少并不会阻止行星在超级地球到亚土星质量体系中形成的趋势。
2013-05-09 astro-ph.EP
Population-level Hypothesis Testing with Rocky Planet Emission Data: A Tentative Trend in the Brightness Temperatures of M-Earths
本研究综合M-地球辐射数据，发现亮度温度随辐照度呈初步趋势，可能源于薄CO2大气或裸岩风化，需更大样本验证。
2025-06-24 astro-ph.EP
Constraining physics of very hot super-Earths with the James Webb Telescope. The case of Corot-7b
具有固体表面的超级地球，如CoRot-7 b和Kepler-10 b，预计会非常热。有人认为，它们必须是无大气层的，并且在它们炎热的白昼一侧存在熔岩海洋。在这里，我们使用几个专用的热模型来研究JWST上的NIRSPEC观测如何进一步确认和约束，或拒绝非常热的超级地球的无大气熔岩海洋行星模型。使用CoRoT-7 b作为一个工作的情况下，我们探讨的后果的相位曲线的非潮汐锁定旋转，有/没有大气，和不同的值的的pronado。我们模拟未来的观测的反射光和热发射从CoRoT-7 b与NIRSPEC-JWST和寻找可检测的签名，如时间滞后，以及检索纬度地面温度分布的可能性。我们证明，我们应该能够约束几个参数后，观察两个轨道（42小时）的波长范围很广：i）债券的收益率在大多数情况下恢复到+/- 0.03。ii）滞后效应使我们能够在3小时内检索行星的自转周期，自转周期为轨道周期的一半。iii）任何短于30 - 800 h范围内的极限值的旋转周期（取决于土壤中热层的厚度）都将被检测到。iv）可检测到压力为1巴的浓厚灰色气氛和高于1.0E-5 m-2 kg-1的比不透明度。v）对于高达4.5 μ的光谱，纬度温度分布可以恢复到30 K以内，在5%的情况下有完全错误的解决方案的风险。我们的结论是，因此应该可以将参考情况与其他情况区分开来。地面温度图和热土的物理状态对热土的性质或物理状态有重要的制约作用。
2014-03-10 astro-ph.EP
Hot Super-Earths with Hydrogen Atmospheres: A Model Explaining Their Paradoxical Existence
在本文中，我们提出了一种新的机制，可以解释氢气氛在一些热的超级地球上的生存。我们认为，在近轨道潮汐锁定的超级地球的潮汐力与轨道和旋转离心力可以部分地限制在夜面的大气。假设一个超级地球天体的大气层主要由火山物质和大量的氢成分组成，那么较重的分子可以被限制在$\lesssim 80^{\circ}$的纬度范围内，而挥发性的氢则没有。由于这种差异，氢必须慢慢扩散到白昼，在那里XUV辐射会破坏它。为了使这种机制生效，系外行星必须在失去其全部氢包层之前被潮汐锁定。因此，对于具有这种拟议配置的超级地球，有可能解决潮汐锁定和质量损失时间尺度，以限制其形成“出生”质量。我们的模型预测，巨蟹座55 e形成的日长约为$17-18.5$小时，初始质量小于$\rm \sim12 M_{\oplus}$，因此在其大气层完全破坏之前，它可以被潮汐锁定。相比之下，CoRoT-7 b是一颗与55 Cancri e非常相似但缺乏大气层的系外行星，其形成的日长与$\sim 20.5$小时显著不同，同时初始质量也小于$\rm \sim9 M_{\oplus}$
2020-01-14 astro-ph.EP
A hot super-Earth planet in the WASP-84 planetary system
本研究通过 TESS 测光和径向速度数据联合分析，在已知含热木星的 WASP-84 系统中发现并验证了一颗质量为 15 地球质量、半径为 2 地球半径、轨道周期 1.446 天的热超级地球 WASP-84 c，为部分热木星形成于平静演化场景提供了证据。
2023-07-02 astro-ph.EP
55 Cancri (Copernicus): A Multi-Planet System with a Hot Super-Earth and a Jupiter Analogue
巨蟹座55号恒星是最早发现的系外行星宿主之一，这个系统中的每一颗行星都是非凡的。行星b和c处于接近1：3的共振状态。行星d的轨道周期为14.5年，是已知的气态巨行星轨道周期最长的行星之一。行星e的质量是8 M？并穿过这颗明亮的恒星，为系外行星的内部结构和大气成分建模提供了一个独特的案例。行星f位于恒星的宜居带。如果行星近似共面，那么由于有一颗凌日行星，这是一个多普勒技术基本上测量行星真实质量的系统，而不仅仅是Msin i。这个系统的行星发现的发展历史提供了一个很好的例子，说明了理解恒星对理解行星的挑战和重要性。
2018-07-31 astro-ph.EP
Possible Outcomes of Coplanar High-eccentricity Migration: Hot Jupiters, Close-in Super-Earths, and Counter-orbiting Planets
我们研究了近共面偏心分层三元系统中近距离行星的形成，通过内部行星和外部扰动之间的长期相互作用（共面高偏心率迁移，CHEM）。通过考虑内行星的有限质量效应，我们推广了以前关于仅通过引力相互作用的点质量的成功CHEM的分析条件的工作。我们发现有效的CHEM要求系统的m_1<<m_0和m_1<<m_2。除了点质量的重力，我们研究的重要性，短程力，并提供了一个分析估计的迁移时间尺度。我们进行了一系列的数值模拟CHEM系统组成的一个太阳般的中心恒星，巨大的气体内行星和行星外扰动，包括短程力和恒星和行星耗散潮汐。我们发现，大多数这样的系统最终与潮汐中断，一小部分的系统产生的逆热扰动（HJ），但没有逆行的。此外，我们将CHEM扩展到超地球质量范围，并表明在近地轨道上形成超地球也是可能的。最后，我们进行了CHEM模拟所观察到的分层三重和反轨道HJ系统。我们发现CHEM可以解释部分前系统，但它通常是很难重现反轨道HJ系统。
2016-12-19 astro-ph.EP
Hot and cloudy: High temperature clouds in super-Earths and sub-Neptunes
Leiden Observatory（莱顿天文台）；SRON Netherlands Institute for Space Research（荷兰空间研究所）；Tsinghua University（清华大学）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
研究通过模拟发现，氧含量影响云层形成，O主导大气中TiO₂是主要云成分，且云层在短波长处透射更强。
2026-01-22 astro-ph.EP
Molecular Cross Sections for High Resolution Spectroscopy of Super Earths, Warm Neptunes and Hot Jupiters
高分辨率光谱学（HRS）已被用于检测高温大气中的一些物质。这种检测的关键是准确和精确地模拟光谱，用于与R $\gtrsim$ 20，000观测值的互相关。需要最新一代的不透明度，其形成使用这种光谱的高信噪比检测的基础。在这项研究中，我们提出并公开提供截面为六种分子，H $_2$ O，CO，HCN，CH $_4$，NH $_3$和CO $_2$使用最新的线列表最适合低和高分辨率光谱。我们重点研究了红外（0.95-5~ $μ$ m）和500-1500~K之间的光谱特征，这些物种具有较强的光谱特征。我们使用最新的H $_2$和He压力展宽，在超级地球、温暖的海王星和热的海王星的光球的典型压力和温度的网格上生成这些截面。我们通过模拟三颗具有代表性的系外行星GJ~1214~b、GJ~3470~b和HD~189733~b，突出了它们最突出的红外光谱特征，这三颗行星的温度、质量和半径都有很大的变化。此外，我们验证了线列表的H $_2$ O，CO和HCN与以前的高分辨率观测的热中子。然而，我们无法检测CH $_4$与我们的新的截面的HRS观测HD~102195~b。这些高精度的不透明度对于HRS的大气探测至关重要，并且将随着新数据的可用而不断更新。
2020-04-08 astro-ph.EP
LAMOST telescope reveals that Neptunian cousins of hot Jupiters are mostly single offspring of stars that are rich in heavy elements
我们发现了一群短周期的海王星大小的行星，它们与热彗星有着关键的相似之处：这两个种群都优先由富含金属的恒星承载，并且都优先在开普勒系统中发现，只有一颗凌日行星。利用精确的主序星LAMOST DR 4恒星参数，研究了短周期1d < P <10 d开普勒行星的分布与主星金属丰度的关系。富金属恒星周围的行星半径分布比贫金属恒星周围的行星半径分布更“膨胀”。在两个周期半径区域中，行星优先居住在富含金属的恒星周围，而几乎没有任何行星围绕金属贫乏的恒星。一个是众所周知的热彗星，另一个是海王星大小的行星（2 R_Earth <~ R_p <~ 6 R_Earth），被称为“Hoptunes”。和热彗星一样，Hoptunes更频繁地出现在有单个凌日行星的系统中，尽管Hoptunes的倍数比热彗星大。大约1%的太阳型恒星拥有“Hoptunes”，Hoptunes和热彗星的频率随着[Fe/H]的函数而呈一致的趋势增加。在行星的半径分布中，热木星和霍普顿之间有一个大约土星大小的“谷”（在6 R_Earth <~ R_p <~ 10 R_Earth的范围内），这个“热土星谷”代表了与热木星和霍普顿相比，行星频率大约降低了一个数量级。Hoptunes和热彗星之间的经验“亲属关系”表明可能共同的过程（迁移和/或形成）负责他们的存在。
2018-01-22 astro-ph.EP
Mantle Convection, Plate Tectonics, and Volcanism on Hot Exo-Earths
最近发现的靠近轨道的系外行星的地面温度应该在100到1000 K之间。它们很可能是潮汐锁定的，并且同步地围绕着它们的母星旋转，如果没有大气层，它们的昼夜表面的地面温度会相差几百到一千K。我们研究了地球质量行星的高地面温度和强地面温度对比度对（i）地幔对流模式，（ii）构造体制，（iii）部分熔融的速率和分布的影响，使用数值模拟的地幔对流与复合粘性/假塑性流变学。我们的模拟表明，如果一个接近的岩石系外行星缺乏大气层来重新分配热量，一个>~ 400 K的地面温度对比度可以维持一个不对称度1的地幔对流模式，其中行星的表面优先向寒冷的夜晚一侧的俯冲带移动。行星表面具有半球二分法，在夜晚一侧具有板块状构造，而在白天一侧具有持续发展的移动盖，具有弥漫的表面变形和活跃的火山活动。如果火山释气形成大气并重新分配热量，板块构造就会在全球范围内被弥漫性表面变形所取代，火山活动就会加速并在行星表面变得更加均匀地分布。
2011-06-21 astro-ph.EP
Laboratory spectra of hot molecules: data needs for hot super-Earth exoplanets
大多数恒星现在被认为支持系外行星。迄今为止发现的许多系外行星都被归类为有大气层的岩石天体。然而，这些天体中的大多数由于轨道周期短而很热。模型表明，水是它们大气中的主要物种。高温预计将把这些大气层变成一个（高压）蒸汽浴，其中含有熔融岩石的残留物。这些炽热岩石天体的光谱将与较冷的天体或炽热气体巨星的光谱非常不同。分子建议是重要的光谱学这些对象的审查与相应的光谱数据的当前状态。作为ExoMol项目的一部分，讨论了建立适用于岩石超级地球大气模型的线性/截面综合数据库的前景。总结了量子力学方法在线性生产中的应用及其面临的挑战。
2017-05-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Compositions of Hot Super-Earth Atmospheres: exploring Kepler Candidates
本文概述了一种简单的方法来评估热岩石行星的大气成分，假设不同类型的行星组成，并使用相应的模型计算。为了探索1000 K以上的热大气，我们对硅酸盐岩浆的蒸发进行了建模，并根据开普勒2011年2月发布的数据，根据行星的半径和半长轴估计了大气成分的范围。我们的研究结果显示了5种热的岩石超级地球大气层的大气类型，强烈依赖于初始成分和行星到恒星的距离。我们提供了一组简单的参数，可用于评估开普勒任务和其他搜索提供的当前和未来候选人的大气成分。
2011-10-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
A warm or a cold early Earth? New insights from a 3-D climate-carbon model
海洋硅质岩中的氧同位素被用来推断太古代的热海洋，温度在60°C（333 K）和80°C（353 K）之间。这样的气候对于早期被微弱的年轻太阳温暖的地球来说是具有挑战性的。因此，对数据的解释一直存在争议。一维气候模型推断，这种炎热的气候需要非常高的二氧化碳水平（2-6巴）。以前的碳循环模型得出的结论是，这种稳定的炎热气候是不可能的，碳循环应该导致在冥古宙和太古代的寒冷气候。在这里，我们使用3D气候-碳模型重新审视了3.8 Ga早期地球的气候和碳循环。我们发现，CO2分压约1巴可能会产生炎热的气候，考虑到低的土地分数和云的反馈效应。然而，如此高的二氧化碳分压不应该是稳定的，因为陆地和海洋玄武岩的风化，产生有效的稳定反馈。此外，在后期重轰炸（LHB）期间，撞击喷出物的风化会大大降低CO2分压，导致寒冷的气候，并可能在大撞击后发生雪球地球事件。因此，我们的研究结果有利于寒冷或温带气候，全球平均温度在8°C（281 K）和30°C（303 K）之间，并且在晚冥古宙和早太古代的CO2为0.1-0.36 bar。最后，我们的模型表明，碳循环对于保持早期地球的气候条件是有效的，而不一定需要任何其他温室气体或变暖过程。
2017-06-21 astro-ph.EP
Dynamics of Colombo's Top: Tidal Dissipation and Resonance Capture, With Applications to Oblique Super-Earths, Ultra-Short-Period Planets and Inspiraling Hot Jupiters
本文对行星在潮汐耗散和外部伴星引力扰动共同作用下的自旋演化进行了全面的理论研究。这样的“自旋+伴星”系统（称为科伦坡顶）出现在许多行星环境中。潮汐力矩（驱动自旋-轨道对齐和同步）和来自伴星的引力力矩（驱动行星的轨道进动）之间的竞争产生了两种可能的自旋平衡（“潮汐卡西尼平衡”，tCE），它们是稳定和吸引的：“简单”tCE 1，通常具有较低的自旋重复性，和“共振”tCE 2，可以具有显著的重复性。后者是由自旋轨道共振引起的，当潮汐对准力矩强于伴星的岁差力矩时，它会被打破。我们描述了任意初始自旋方向的行星自旋的长期演化（包括星等和旋度），并发展了一种新的理论方法来解析地获得由潮汐耗散驱动的共振俘获几率.将我们的一般理论结果应用于系外行星系统，我们发现具有外部伴星的超级地球（SE）可能有很大的概率被困在高密度tCE 2中，假设SE具有广泛的原始密度。我们还评估了最近提出的“潮汐”的超短周期地球质量的行星的形成和热木星WASP-12 b的轨道衰变的情况。我们发现，在这两种情况下，共振捕获到tCE 2的概率一般是低的，这样一个高的dielity状态可以很容易地打破所需的轨道衰变。
2021-11-03 astro-ph.EP
On the formation of hot Neptunes and super-Earths
短周期海王星质量天体的发现，现在包括具有三个海王星类似物的显着系统HD 69830（Lovis et al. 2006），对当前的形成模型提出了困难的问题，可能需要对原行星盘进行全球处理。已经提出了几种形成方案，其中大多数将核心吸积的典型寡头图像与I型迁移（例如Terquem & Papaloizou 2007）和行星大气物理学（例如Alibert et al. 2006）相结合。迄今为止，已发表的研究只考虑了少量的祖细胞在后期。这就留下了关于模型的全球可行性的重要问题没有解决。我们试图确定是否最自然的模型-即，采取典型的寡头图片的核心吸积和引入I型迁移-可以成功地形成10个地球质量的物体和更多的磁盘的最里面的部分。这个问题是研究使用两个传统的半分析方法建模寡头增长，以及一个新的并行多区N体代码专门用于处理大动态范围的行星形成问题（麦克尼尔和纳尔逊2009年）。我们发现，这是非常困难的寡头潮汐迁移模型再现所观察到的分布。即使在典型参数的许多变化下，我们也没有形成质量大于8个地球质量的物体。相比之下，形成冰冷的超级地球相对简单。我们的结论是，无论是在短周期海王星系统的原行星盘的初始条件是从我们使用的标准盘模型有很大的不同，或者有重要的物理尚未被理解。
2009-10-28 astro-ph.EP
The Effect of Aspect Changes on Near-Earth Asteroid Phase Curves
小行星的相位曲线通常被认为只取决于无空气微粒表面的散射特性和被研究物体的大小。在这项研究中，我们证明了额外的依赖对象的形状，旋转极的方向，和观看的几何形状的幻影的相位曲线。近地小行星（159402）1999 AP 10在2020年7月至2021年1月期间出现的相位曲线变化被证实是由于出现时的方位变化。这是通过对小行星的形状建模和模拟幻影上的相位曲线来实现的。我们提出了一系列的几何形状的小行星相位曲线的模拟，以了解这方面的影响的潜在幅度，在这种情况下，它可以开始占主导地位的相位曲线。这种对方位的依赖性可能会在从相位曲线数据导出的特性中引入显著的额外不确定性。我们提供并演示了软件代码，通过模拟和模型拟合随机生成的样本椭球形小行星模型在观察到的几何形状来估计近地小行星相位曲线的方面相关的不确定性。我们演示了如何忽略这种影响可能会导致误导性的解释的数据和低估的不确定性，在进一步的研究中，如在红外线，使用相位曲线导出的参数时，拟合的小行星的物理特性。
2022-04-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
A Population of Very-Hot Super-Earths in Multiple-Planet Systems Should be Uncovered by Kepler
我们模拟了一个理论系外行星群的类开普勒观测，结果表明观测到的开普勒巨行星候选者的轨道周期分布与平均恒星比耗散函数Q_* 在10^6 ~< Q_* ~< 10^7范围内最匹配。在这种情况下，少数超级地球在多行星系统的动力学相互作用下被驱动到轨道周期P < 1天，它们将在其恒星宿主的主序星寿命的很大一部分中幸存下来。因此，虽然这些非常热的超级地球不是整个超级地球人口的特征，但它们的巨大过境概率意味着它们应该是开普勒发现的整个超级地球人口的重要贡献者。因此，CoRoT-7系统可能是非常热的超级地球的第一个代表，我们建议应该在开普勒样本中优先围绕耗散最小的恒星宿主的多行星系统中找到。
2010-10-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
TESS planets in known radial velocity cold Jupiter systems: Hot super Earth occurrence is enhanced by cold Jupiters
Tsinghua University（清华大学）；Westlake University（西湖大学）；University of Hawai‘i（夏威夷大学）
利用TESS凌星数据，研究已知冷木星系统中热超级地球的出现率，发现冷木星的存在使热超级地球出现率提高约6.5倍，且约91%的冷木星系统至少拥有一颗热超级地球。
2026-06-26 astro-ph.EP
TOI-1075 b: A Dense, Massive, Ultra-Short Period Hot Super-Earth Straddling the Radius Gap
填充系外行星质量半径图，以确定控制行星组成的潜在关系，正在推动系外行星社区内的跨学科努力。热超级地球的发现-高温，短周期的超级地球行星群的子集-提出了许多尚未解决的问题，有关岩石行星的形成，演化和组成。利用凌日系外行星巡天卫星（TESS）的数据，我们发现了一颗凌日系外行星TOI-1075（TIC 351601843），它是一颗在其附近的K-/M-早期矮星（$d$ = 61.4 pc）。这颗新发现的行星半径为$1.791^{+0.116}_{-0.081}$ $R_{\oplus}$，轨道周期为0.605天（14.5小时）。我们使用安装在麦哲伦II号望远镜上的行星摄谱仪（PFS）获得的径向速度测量值精确测量行星质量为$9.95^{+1.36}_{-1.30}$ $M_{\oplus}$。我们的径向速度数据也显示了长期趋势，表明系统中还有一颗行星。虽然TOI-1075 b的大小相对于半径间隙而言，预计会有大量的H/He大气，但其高密度（$9.32^{+2.05}_{-1.85}$ $\rm{g/cm^3}$）可能与这种可能性不一致。我们探索TOI-1075 b相对于M-矮星半径谷的位置，评估该行星的大气特征的前景，并讨论潜在的行星形成机制。在更广泛的超短周期行星系背景下研究TOI-1075系统对于测试行星形成和演化理论、密度增强机制以及未来通过JWST发射光谱进行大气和表面表征研究是必…
2022-10-26 astro-ph.EP
Chemistry of Silicate Atmospheres of Evaporating Super-Earths
我们模拟了硅酸盐大气在热的无挥发物的超级地球上的形成。我们的计算假设所有的挥发性元素，如H，C，N，S和Cl都已经从行星上消失了。我们发现，大气主要由Na，O2，O和SiO气体组成，以减少丰度的顺序。大气成分可以通过分馏蒸发、云凝结、光电离以及与大气中残留的任何挥发性元素反应而改变。云凝结减少了大气中除Na和K以外的所有元素的丰度。我们推测，像在水星和木卫一周围观察到的大型Na和K云可能围绕着热的超级地球。这些云会比紧密结合的大气层隐藏更大部分的母星，并且可以通过目前可用的方法观察到。
2009-06-05 astro-ph.EP
Discovery and mass measurement of the hot, transiting, Earth-sized planet GJ 3929 b
我们报告了GJ 3929 b的发现，这是一颗地球大小的热行星，绕着附近的M3.5 V矮星GJ 3929（G 180- 18，TOI-2013）运行。TESS 24和25区的光度观测，以及CARMENES的73个分光观测和SAINT-EX、LCOGT和OSN的后续凌日观测的联合建模得出行星半径为$R_b = 1.150 +/- 0.040$ R $_{earth}$，质量为$M_b = 1.21 +/- 0.42$ M $_{earth}$，轨道周期为$P_b = 2.6162745 +/- 0.0000030$ d。所得到的$ρ_b= 4.4 +/- 1.6$ g/cm $^{-3}$的密度与大约5.5 g/cm $^{-3}$的地球平均密度相容。由于主星的视亮度（J=8.7等）和它的小尺寸，GJ 3929 b是一个有希望的目标，为大气特征与JWST。此外，径向速度数据显示另一颗行星候选者$P_{[c]} = 14.303 +/- 0.035$ d的证据，这可能与恒星旋转周期$P_{rot} = 122+/-13$ d无关，我们从档案HATNet和ASAS-SN测光结合新获得的TJO数据确定。
2022-02-02 astro-ph.EP
Efficiency of Hydrodynamic Atmospheric Escape in Hot Jupiters and Super Earths
University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Imperial College London（帝国理工学院）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
研究通过建模热木星和超级地球中氢和氦的逃逸，揭示分子冷却对大气维持的重要性。
2025-11-19 astro-ph.EP
Hot Rocks Survey VI: An anomalously hot dayside for the rocky planet GJ 357 b
University of Bern（伯尔尼大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；University of Southampton（南安普顿大学）；University of Oxford（牛津大学）；Macquarie University（麦考瑞大学）
本研究通过 JWST 观测发现岩石行星 GJ 357 b 的昼侧亮温异常高，超出无大气参考温度，排除多种大气模型，可能源于表面发射率或局部热区，需后续光谱验证。
2026-09-28 astro-ph.EP
In Situ Formation and Dynamical Evolution of Hot Jupiter Systems
热彗星是太阳系外的巨大行星，其轨道周期短于10天，长期以来一直被认为是在大的径向距离上形成的，只是随后经历了长距离的向内迁移。在这里，我们提出，在与此相反的图片，相当大一部分的热木星人口形成原位通过核心吸积过程。我们表明，在适当的条件下的内部区域的原行星盘，快速的气体吸积可以启动的超级地球类型的行星，包括10-20地球质量的耐火组合物材料。一个原位形成的假设导致了可测试的结果，包括热彗星应该经常伴随着周期短于100天的额外的低质量行星的预期。我们的计算进一步表明，在行星系生命早期阶段的动力学相互作用应该会增加这些同伴的倾向，使凌日变得罕见。高精度的径向速度监测为它们的探测提供了最好的前景。
2016-08-03 astro-ph.EP
Warm gas phase chemistry as possible origin of high HDO/H2O ratios in hot and dense gases: application to inner protoplanetary discs
地球海洋的起源是有争议的。地球可以从水合硅酸盐（湿地球情景）或彗星（干地球情景）中获得水。[HDO]/[H2O]比率用于区分各种情况。在地球海洋中发现了高[HDO]/[H2O]比率。这些高比率通常归因于富含氘的彗星水冰的释放，这些水冰是在低气体和尘埃温度下形成的。观测没有显示星际冰中的高[HDO]/[H2O]。我们研究了在致密气体（nH> 1 E6 cm^{-3}）和热气体（T=100-1000 K）中，在没有颗粒表面化学的情况下，通过气相光化学可能形成高[HDO]/[H2O]比的情况。考虑到T>100 K时气体的主要中性-中性反应，我们导出了解析解。化学网络由光解离和中性-中性反应主导。尽管气体温度高，氘分馏发生，因为氘富集和反反应之间的活化能的差异。分析的解决方案，证实了在一个典型的TTauri星周围的1 E-3 MSun光盘使用光化学代码ProDiMo的时间依赖性的化学结果。ProDiMo代码包括与频率相关的二维尘埃连续辐射转移、详细的非LTE气体加热和冷却以及圆盘结构的流体静力学计算。分析和时间相关的模型预测高的[HDO]/[H2O]比的类地行星形成区（< 3 AU）的拱星盘。因此，[HDO]/[H2O]比值可能不是区分地球上不同来源的水的唯一标准。
2009-12-03 astro-ph.EP
Water on Hot Rocky Exoplanets
数据显示，大多数轨道周期为$p$ $<$ 100 d的岩石系外行星（“热”岩石系外行星）形成于富含气体的次海王星，随后失去了大部分的外壳，但这些岩石系外行星是否仍然有大气层是未知的。我们确定了一条路径，通过该路径，轨道周期为10-100天的1-1.7 $R_{Earth}$（1-10 $M_{Earth}$）岩石系外行星可以获得长寿命的10-2000巴的大气，这些大气是H $_2$ O主导的，平均分子量为$>$ 10。这些大气层是在行星从亚海王星演变成岩石系外行星的过程中形成的。由硅酸盐岩浆中的铁氧化物还原而成的H $_2$ O在岩浆中高度可溶，形成溶解的储层，只要H $_2$占主导地位的大气持续存在，就不会损失。大尺寸的溶解储库缓冲H $_2$ O气氛，防止H $_2$分散后的损失。在我们的模型中，一个长寿的，以水为主的大气是一个共同的结果，有效的相互作用之间的星云衍生的大气（峰值大气质量分数0.1-0.6重量%）和氧化岩浆（$>$ 5重量% FeO），其次是大气损失。这一观点预测，大多数轨道周期为10-100天，半径在半径谷下边缘0.1-0.2 $R_{Earth}$范围内的岩石行星仍然保留着H $_2$ O大气层。这一预测即将通过JWST进行测试，并对凌日超级地球的数据解释产生影响。
2021-03-13 astro-ph.EP
The Vegetation Red Edge Biosignature Through Time on Earth and Exoplanets
陆地植被在近红外波段的高反射率，即植被红边（VRE），经常被引用为系外行星表面植被的光谱生物特征。VRE仅是对当今地球的圆盘集成观测的反射率的百分之几的变化。在这里，我们表明，地球的VRE的强度在过去5亿年的陆地植物进化中有所增加，并可能随着太阳光度的增加和地球变暖而继续增加，直到植被覆盖减少，或者地球的大气层变得不透明。早期的植物，如苔藓和地钱，在5亿至4亿年前在陆地上占主导地位，产生较弱的VRE，大约是现代植被的一半。我们将探讨如何在陆地植物的变化，以及地质变化，如冰覆盖在冰河时代和间冰期，通过地球的地质过去影响VRE的可探测性。我们的研究结果表明，VRE在地球上陆地植物的进化历史中有所不同，如果更热的气候条件占主导地位，那么未来可能会继续变化，从而促进植被的传播。我们的研究结果表明，更古老、更热的类地行星是寻找VRE特征的好目标。此外，热的系外行星和干燥的有水的系外行星可能是成功探测植被生物特征的最佳目标。除了强烈的红色边缘，这些行星上较低的云分数和低水平的大气水蒸气可以使其更容易检测到表面特征。
2018-09-24 astro-ph.EP
Low Albedo Surfaces of Lava Worlds
热超级地球是具有短轨道周期（$<$ 10天）的系外行星，被其宿主恒星加热到足以使其岩石表面熔化的温度。一些热的超级地球在开普勒波段（420-900 nm）表现出高几何折射率（$>$ 0.4）。我们的动机是确定是否从热超级地球表面的熔融熔岩和淬火玻璃（快速冷却的熔岩的产物）的反射有助于观测推断的高几何反射。我们实验测量反射从粗糙和光滑纹理淬火玻璃玄武岩和长石熔体。对于熔岩反射率值，我们使用来自非晶态固体文献的熔融硅酸盐的镜面反射率值。将经验玻璃反射率函数和二次日食时系外行星昼侧表面的非晶态固体反射率值进行积分，得出熔岩淬火玻璃行星表面的反射率上限为$\sim $ 0.1。我们的结论是，熔岩行星与固体（淬火玻璃）或液体（熔岩）表面有低的反射率。一些热超级地球的高反射率最有可能是由具有反射云的大气层（或者，对于一个狭窄的参数空间范围，可能是Ca/Al氧化物熔体表面）解释的。TESS数据中的熔岩行星候选者可以被确定为后续观测和未来表征。
2020-08-06 astro-ph.EP
Hot Earth or Young Venus? A nearby transiting rocky planet mystery
本研究通过建模分析宜居带内边缘的凌星超级地球LP 890-9c的大气与透射光谱，发现其不同环境演化情景的光谱差异显著，为揭示炎热类地行星演化及地球长期未来提供关键见解。
2022-11-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
Accuracy tests of radiation schemes used in hot Jupiter global circulation models
全球环流模式（GCM）中辐射输运的处理对于正确描述地球和系外行星的大气动力学过程至关重要。双流近似和相关k方法是目前应用于地球和热木星GCM辐射方案的最先进的近似方法，以便于快速计算通量和加热率。他们的准确性已经过广泛的测试，类似地球的条件下，但验证的方法的适用性，以热的类超导体的条件是缺乏文献。我们正在适应英国气象局的GCM，统一模型（UM），为研究热对流层，并在这项工作中提出的适应爱德华-斯林戈辐射计划的基础上的双流近似和相关k方法。我们讨论了高温谱线的吸收系数的计算，并强调了压力加宽谱线宽度的大的不确定性。我们比较通量和加热速率与我们的适应计划，更准确的离散纵坐标（DO）线的线（LBL）计算忽略散射的影响。我们发现，在大多数情况下，误差保持在10%以下的加热速率和通量使用~ 10 k系数在每个波段和扩散系数D = 1.66。双流近似和相关k方法都对总误差有不可忽略的贡献。我们还发现，使用带平均吸收系数，这是以前使用的热木星的辐射流体动力学模拟，可能会产生约100%的误差，因此应谨慎使用。
2014-02-18 astro-ph.EP
