Formation of planetary populations – III. Core composition and atmospheric evaporation
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT The exoplanet mass–radius diagram reveals that super-Earths display a wide range of radii, and therefore mean densities, at a given mass. Using planet population synthesis models, we explore the key physical factors that shape this distribution: planets’ solid core compositions, and their atmospheric structure. For the former, we use equilibrium disc chemistry models to track accreted minerals on to planetary cores throughout the formation. For the latter, we track gas accretion during the formation and consider photoevaporation-driven atmospheric mass-loss to determine what portion of accreted gas escapes after the disc phase. We find that atmospheric stripping of Neptunes and sub-Saturns at small orbital radii (≲0.1 au) plays a key role in the formation of short-period super-Earths. Core compositions are strongly influenced by the trap in which they formed. We also find a separation between Earth-like planet compositions at small orbital radii ≲0.5 au and ice-rich planets (up to 50 per cent by mass) at larger orbits ∼1 au. This corresponds well with the Earth-like mean densities inferred from the observed position of the low-mass planet radius valley at small orbital periods. Our model produces planet radii comparable to observations at masses ∼1–3 M⊕. At larger masses, planets’ accreted gas significantly increases their radii to be larger than most of the observed data. While photoevaporation, affecting planets at small orbital radii ≲0.1 au, reduces a subset of these planets’ radii and improves our comparison, most planets in our computed populations are unaffected due to low-far ultraviolet fluxes as they form at larger separations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».