Der flüchtige Kohlenstoffgehalt von Exoplaneten als natürlicher Weg für die Dunstbildung

Wir erforschen die Entstehung terrestrischer Planeten mit Schwerpunkt auf der Bereitstellung fester organischer Stoffe als Hauptquelle für flüchtigen Kohlenstoff.

Für die wasserarme Erde ist die Wassereislinie oder Eissublimationsfront innerhalb der planetenbildenden Scheibe seit langem ein zentraler Brennpunkt. Wir gehen davon aus, dass die Rußlinie, der Ort, an dem feste organische Stoffe irreversibel zerstört werden, ebenfalls ein wichtiger Ort innerhalb der Scheibe ist.

Die Rußlinie liegt näher am Wirtsstern als die Wasserschneelinie und überschneidet sich mit der Position der meisten entdeckten Exoplaneten. In dieser Arbeit untersuchen wir die letztendliche atmosphärische Zusammensetzung eines Körpers, der einen Großteil seiner Materialien aus der Zone zwischen der Rußgrenze und der Wassereisgrenze erhält. Wir modellieren eine silikatreiche Welt mit 0,1 Masse-% und 1 Masse-% Kohlenstoff und variablem Wassergehalt.

Wir zeigen, dass der Mantel dieser Planeten aufgrund des geochemischen Gleichgewichts reich an reduziertem Kohlenstoff ist, aber einen relativ geringen Wassergehalt (Wasserstoff) aufweist. Durch die Ausgasung würden auf natürliche Weise die Zutaten für die Dunstbildung freigesetzt, wenn sie stellaren UV-Photonen in der oberen Atmosphäre ausgesetzt würden.

Verschleiernde atmosphärische Trübungen erscheinen im Exoplaneteninventar häufig, basierend auf dem Vorhandensein oft unauffälliger Transmissionsspektren (Kreidberg et al. 2014, Knutson et al. 2014, Libby-Roberts et al. 2020). Solche Trübungen können durch den hohen Gehalt an flüchtigen Stoffen im darunter liegenden, von Silikaten dominierten Mantel verursacht werden. Obwohl dieser Planetentyp kein Gegenstück im Sonnensystem hat, dürfte er in der Galaxie häufig vorkommen und möglicherweise Auswirkungen auf die Bewohnbarkeit haben.

EA Bergin, E. Kempton, M. Hirschmann, ST Bastelberger, DJ Teal, GA Blake, F. Ciesla, J. Li

Kommentare: 15 Seiten, 6 Abbildungen, akzeptiert von Astrophysical Journal Letters. Die ApJL-Version hat 5 Figuren. Wir fügen dieser Einreichung eine zusätzliche Abbildung (Abbildung 6) bei, bei der es sich um eine künstlerische Darstellung einer jungen Scheibe einschließlich der Ruß- und Wassereislinien handelt. Bildnachweis für Abb. 6: Ari Gea/SayoStudioThemen: Erd- und Planetenastrophysik (astro-ph.EP)Zitieren als: arXiv:2305.05056 [astro-ph.EP] (oder arXiv:2305.05056v1 [astro-ph.EP] für Diese Version)https://doi.org/10.48550/arXiv.2305.05056Fokus, um mehr zu erfahrenEinreichungsverlaufVon: Edwin A. Bergin[v1] Mo, 8. Mai 2023 21:27:46 UTC (4.527 KB)https://arxiv. org/abs/2305.05056Astrobiologie, Astrochemie

SpaceRef-Mitbegründer, Explorers Club Fellow, Ex-NASA, Auswärtsteams, Journalist, Weltraum- und Astrobiologie, ehemaliger Bergsteiger.