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Enregistrement W4385855784 · doi:10.1093/mnras/stad2486

A mineralogical reason why all exoplanets cannot be equally oxidizing

2023· article· en· W4385855784 sur OpenAlexfundno aff
Claire Marie Guimond, Oliver Shorttle, Sean Jordan, John F. Rudge

Notice bibliographique

RevueMonthly Notices of the Royal Astronomical Society · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueHigh-pressure geophysics and materials
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaScience and Technology Facilities CouncilVanderbilt UniversityNational Aeronautics and Space Administration
Mots-clésExoplanetPlanetMineral redox bufferPhysicsSilicateAstrobiologyOutgassingMantle (geology)AstrophysicsRefractory (planetary science)Terrestrial planetStarsOxygenAstronomyGeophysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

ABSTRACT From core to atmosphere, the oxidation states of elements in a planet shape its character. Oxygen fugacity ($f_{\rm O_2}$) is one parameter indicating these likely oxidation states. The ongoing search for atmospheres on rocky exoplanets benefits from understanding the plausible variety of their compositions, which depends strongly on their oxidation states – and if derived from interior outgassing, on the $f_{\rm O_2}$ at the top of their silicate mantles. This $f_{\rm O_2}$ must vary across compositionally diverse exoplanets, but for a given planet, its value is unconstrained insofar as it depends on how iron (the dominant multivalent element) is partitioned between its 2+ and 3+ oxidation states. Here, we focus on another factor influencing how oxidizing a mantle is – a factor modulating $f_{\rm O_2}$ even at fixed Fe3+/Fe2+ – the planet’s mineralogy. Only certain minerals (e.g. pyroxenes) incorporate Fe3+. Having such minerals in smaller mantle proportions concentrates Fe3+, increasing $f_{\rm O_2}$. Mineral proportions change within planets according to pressure, and between planets according to bulk composition. Constrained by observed host star refractory abundances, we calculate a minimum $f_{\rm O_2}$ variability across exoplanet mantles, of at least two orders of magnitude, due to mineralogy alone. This variability is enough to alter by a hundredfold the mixing ratio of SO2 directly outgassed from these mantles. We further predict that planets orbiting high-Mg/Si stars are more likely to outgas detectable amounts of SO2 and H2O; and for low-Mg/Si stars, detectable CH4, all else equal. Even absent predictions of Fe3+ budgets, general insights can be obtained into how oxidizing an exoplanet’s mantle is.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,000

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 Opus0,020
Tête enseignante GPT0,209
Écart entre enseignants0,189 · 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'étudeThéorique ou conceptuel
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

Citations20
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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