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Enregistrement W2902576044 · doi:10.1051/0004-6361/201833873

Evolutionary models of cold and low-mass planets: cooling curves, magnitudes, and detectability

2019· preprint· en· W2902576044 sur OpenAlexaboutno aff
E. Linder, C. Mordasini, P. Mollière, Gabriel-Dominique Marleau, Matej Malik, Sascha P. Quanz, Michael R. Meyer

Notice bibliographique

RevueAstronomy and Astrophysics · 2019
Typepreprint
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueStellar, planetary, and galactic studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesDeutsche ForschungsgemeinschaftSchweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen ForschungNational Science Foundation
Mots-clésPlanetExoplanetPhysicsUranusNeptuneAstrophysicsGas giantAstronomyLight curvePlanetary migrationSolar System

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Context. Future instruments like the Near Infrared Camera (NIRCam) and the Mid Infrared Instrument (MIRI) on the James Webb Space Telescope (JWST) or the Mid-Infrared E-ELT Imager and Spectrograph (METIS) at the European Extremely Large Telescope (E-ELT) will be able to image exoplanets that are too faint (because they have a low mass, and hence a small size or low effective temperature) for current direct imaging instruments. On the theoretical side, core accretion formation models predict a significant population of low-mass and/or cool planets at orbital distances of ~10–100 au. Aims. Evolutionary models predicting the planetary intrinsic luminosity as a function of time have traditionally concentrated on gas-dominated giant planets. We extend these cooling curves to Saturnian and Neptunian planets. Methods. We simulated the cooling of isolated core-dominated and gas giant planets with masses of 5 M ⊕ –2 M ♃ . The planets consist of a core made of iron, silicates, and ices surrounded by a H/He envelope, similar to the ice giants in the solar system. The luminosity includes the contribution from the cooling and contraction of the core and of the H/He envelope, as well as radiogenic decay. For the atmosphere we used grey, AMES-Cond , petitCODE , and HELIOS models. We considered solar and non-solar metallicities as well as cloud-free and cloudy atmospheres. The most important initial conditions, namely the core-to-envelope-mass ratio and the initial (i.e. post formation) luminosity are taken from planet formation simulations based on the core accretion paradigm. Results. We first compare our cooling curves for Uranus, Neptune, Jupiter, Saturn, GJ 436b, and a 5 M ⊕ planet with a 1% H/He envelope with other evolutionary models. We then present the temporal evolution of planets with masses between 5 M ⊕ and 2 M ♃ in terms of their luminosity, effective temperature, radius, and entropy. We discuss the impact of different post formation entropies. For the different atmosphere types and initial conditions, magnitudes in various filter bands between 0.9 and 30 micrometer wavelength are provided. Conclusions. Using blackbody fluxes and non-grey spectra, we estimate the detectability of such planets with JWST. We found that a 20 (100) M ⊕ planet can be detected with JWST in the background limit up to an age of about 10 (100) Myr with NIRCam and MIRI, respectively.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,019

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,010
Tête enseignante GPT0,204
Écart entre enseignants0,193 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations4
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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