Sculpting the Sub-Saturn Occurrence Rate via Atmospheric Mass Loss
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The sub-Saturn (∼4–8 R ⊕ ) occurrence rate rises with orbital period out to at least ∼300 days. In this work we adopt and test the hypothesis that the decrease in their occurrence toward the star is a result of atmospheric mass loss, which can transform sub-Saturns into sub-Neptunes (≲4 R ⊕ ) more efficiently at shorter periods. We show that under the mass-loss hypothesis, the sub-Saturn occurrence rate can be leveraged to infer their underlying core mass function, and, by extension, that of gas giants. We determine that lognormal core mass functions peaked near ∼10–20 M ⊕ are compatible with the sub-Saturn period distribution, the distribution of observationally inferred sub-Saturn cores, and gas-accretion theories. Our theory predicts that close-in sub-Saturns should be ∼50% less common and ∼30% more massive around rapidly rotating stars; this should be directly testable for stars younger than ≲500 Myr. We also predict that the sub-Jovian desert becomes less pronounced and opens up at smaller orbital periods around M stars compared to solar-type stars (∼0.7 days versus ∼3 days). We demonstrate that exceptionally low-density sub-Saturns, “super-puffs,” can survive intense hydrodynamic escape to the present day if they are born with even larger atmospheres than they currently harbor; in this picture, Kepler 223 d began with an envelope ∼1.5× the mass of its core and is currently losing its envelope at a rate of ∼2 × 10 −3 M ⊕ Myr −1 . If the predictions from our theory are confirmed by observations, the core mass function we predict can also serve to constrain core formation theories of gas-rich planets.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| 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 | 0,002 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 tête enseignante, 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 ».