Содержание летучего углерода на экзопланете как естественный путь образования дымки

Мы изучаем формирование планет земной группы, уделяя особое внимание поставкам твердотельной органики как основного источника летучего углерода.

Для бедной водой Земли линия водяного льда или фронт сублимации льда внутри планетообразующего диска уже давно является ключевым моментом. Мы полагаем, что линия сажи, место необратимого разрушения твердотельной органики, также является ключевым местом внутри диска.

Линия сажи расположена ближе к родительской звезде, чем линия водного снега, и совпадает с расположением большинства обнаруженных экзопланет. В этой работе мы исследуем предельный состав атмосферы тела, которое получает большую часть своих материалов из зоны между линией сажи и линией водяного льда. Мы моделируем богатый силикатами мир с содержанием углерода 0,1% и 1% по массе и переменным содержанием воды.

Мы показываем, что в результате геохимического равновесия мантия этих планет будет богата восстановленным углеродом, но имеет относительно низкое содержание воды (водорода). Дегазация естественным образом приведет к образованию ингредиентов для образования дымки при воздействии звездных УФ-фотонов в верхних слоях атмосферы.

Затеняющие атмосферные туманы кажутся обычным явлением в экзопланетном инвентаре из-за присутствия зачастую невыразительных спектров пропускания (Крейдберг и др., 2014, Кнутсон и др., 2014, Либби-Робертс и др., 2020). Причиной возникновения такой дымки может быть высокое содержание летучих веществ в подстилающей мантии с преобладанием силиката. Хотя этот тип планет не имеет аналога в Солнечной системе, он должен быть обычным явлением в галактике и потенциально влиять на обитаемость.

Э.А. Бергин, Э. Кемптон, М. Хиршманн, С.Т. Бастельбергер, Д.Д. Тил, Г.А. Блейк, Ф. Числа, Дж. Ли

Комментарии: 15 страниц, 6 рисунков, приняты Astrophysical Journal Letters. Версия ApJL имеет 5 цифр. В этот материал мы включили дополнительную фигуру (рис. 6), которая представляет собой художественную визуализацию молодого диска, включая линии сажи и водяного льда. Изображение предоставлено для рис. 6: Ари Геа/SayoStudio. Предметы: Земная и планетарная астрофизика (astro-ph.EP). Цитируйте как: arXiv:2305.05056 [astro-ph.EP] (или arXiv:2305.05056v1 [astro-ph.EP] для эту версию) https://doi.org/10.48550/arXiv.2305.05056Сосредоточьтесь, чтобы узнать больше. История заявокОт: Эдвин А. Бергин[v1] Пн, 8 мая 2023 г., 21:27:46 UTC (4527 КБ)https://arxiv. org/abs/2305.05056Астробиология, Астрохимия

Соучредитель SpaceRef, член Клуба исследователей, бывший сотрудник НАСА, выездные команды, журналист, специалист по космосу и астробиологии, бывший альпинист.