Do the TRAPPIST-1 Planets Have Hydrogen-rich Atmospheres?
Do the TRAPPIST-1 Planets Have Hydrogen-rich Atmospheres?
复制标题
TRAPPIST-1 行星是否拥有富氢大气层？
DOI：
10.3847/1538-4357/ab6168
复制
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
M. Ogihara
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Y. Hori;M. Ogihara
最近，TRAPPIST-1行星大气中的透射光谱显示出平坦且无特征的吸收光谱，这排除了无云，氢主导的大气。围绕TRAPPIST-1运行的地球大小的行星可能有一个清晰或多云/朦胧的贫氢大气层。在本文中，我们调查是否建议的形成方案是一致的预期大气成分的TRAPPIST-1行星。我们研究了富氢气体的数量，TRAPPIST-1类行星从周围的磁盘吸积，直到磁盘分散。由于TRAPPIST-1行星被困在一个共振链，我们模拟磁盘气体吸积到一个迁移的TRAPPIST-1类行星。我们发现，吸积的富氢气体的量很小，对于TRAPPIST-1 B和1 c分别为10−2 wt%和0.1 wt%，对于1 d为10−2 wt%，对于1 e为1 wt%，对于1 f和1 g为几wt%，对于1 h为1 wt%。我们还计算了长期的热演化的TRAPPIST-1类行星盘耗散后，估计质量损失的富氢大气驱动的恒星X射线和紫外线照射。我们发现，所有的吸积富氢大气可以通过流体动力学逃逸而丢失。因此，我们得出结论，TRAPPIST-1行星应该没有原始的富氢气体，但二级大气层，如金星和水蒸气，如果他们目前保留大气层。
Recently, transmission spectroscopy in the atmospheres of the TRAPPIST-1 planets revealed flat and featureless absorption spectra, which rule out cloud-free, hydrogen-dominated atmospheres. Earth-sized planets orbiting TRAPPIST-1 likely have either a clear or a cloudy/hazy, hydrogen-poor atmosphere. In this paper, we investigate whether a proposed formation scenario is consistent with expected atmospheric compositions of the TRAPPIST-1 planets. We examine the amount of hydrogen-rich gas that TRAPPIST-1-like planets accreted from the ambient disk until disk dispersal. Since TRAPPIST-1 planets are trapped into a resonant chain, we simulate disk gas accretion onto a migrating TRAPPIST-1-like planet. We find that the amount of accreted hydrogen-rich gas is as small as 10−2 wt% and 0.1 wt% for TRAPPIST-1 b and 1 c, 10−2 wt% for 1 d, 1 wt% for 1 e, a few wt% for 1 f and 1 g and 1 wt% for 1 h, respectively. We also calculate the long-term thermal evolution of TRAPPIST-1-like planets after disk dissipation and estimate the mass loss of their hydrogen-rich atmospheres driven by stellar X-ray and UV irradiation. We find that all the accreted hydrogen-rich atmospheres can be lost via hydrodynamic escape. Therefore, we conclude that TRAPPIST-1 planets should have no primordial hydrogen-rich gases but secondary atmospheres such as a Venus-like one and water vapor, if they currently retain atmospheres.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1051/0004-6361/201628955
发表时间：
2016-09
期刊：
Astronomy & Astrophysics
影响因子：
--
作者：
T. Suzuki;M. Ogihara;A. Morbidelli;A. Crida;T. Guillot
通讯作者：
T. Suzuki;M. Ogihara;A. Morbidelli;A. Crida;T. Guillot
DOI：
10.1086/591224
发表时间：
2008-06
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
J. Hernández;L. Hartmann;N. Calvet;R. Jeffries;R. Gutermuth;J. Muzerolle;J. I. O. Astronomy;U. Michigan;Ann Arbor;Mi;US Centro de Investigaciones de Astronomia-US-Centro-de-Investigaciones-de-Astronomia-2264414383;Merida;Venezuela Astrophysics Group;K. University;Keele;S. C. M. F. Astrophysics;Ma;Usa Steward Observatory;U. Arizona;Tucson;Az;Usa Herschel Science Center;Pasadena;Ca;US.
通讯作者：
J. Hernández;L. Hartmann;N. Calvet;R. Jeffries;R. Gutermuth;J. Muzerolle;J. I. O. Astronomy;U. Michigan;Ann Arbor;Mi;US Centro de Investigaciones de Astronomia-US-Centro-de-Investigaciones-de-Astronomia-2264414383;Merida;Venezuela Astrophysics Group;K. University;Keele;S. C. M. F. Astrophysics;Ma;Usa Steward Observatory;U. Arizona;Tucson;Az;Usa Herschel Science Center;Pasadena;Ca;US.
影响因子：
6.5
作者：
M. Ogihara;E. Kokubo;T. Suzuki;A. Morbidelli
通讯作者：
M. Ogihara;E. Kokubo;T. Suzuki;A. Morbidelli
关于强基正态性
DOI：
--
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
--
作者：
羽鳥 理;三浦 毅(発表者);高木 啓行;三浦 毅;三浦毅;K. Eda;K. Eda;K. Kawamura;K. Eda;加藤 久男;三浦 毅;三浦毅・木間大;T. Miura and D. Honma;O. Hatori;高橋眞映・三浦毅・早田孝博;T. Miura. S-E. Takahasi and T. Hayata;羽鳥理・三浦毅・高木啓行;山崎薫里
通讯作者：
山崎薫里
盘吸积对近距离超级地球核心气体吸积的限制
DOI：
10.3847/1538-4357/aae534
发表时间：
2018
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Ogihara Masahiro;Hori Yasunori
通讯作者：
Hori Yasunori