惑星科学：高圧下でのマグマと水素の反応を通じた湿潤な惑星の形成

親星をトランジットする近接サブネプチューンは、銀河系内に多数存在する。観測された半径–質量関係に基づいた惑星の内部構造モデルは、サブネプチューンが、岩石や金属からなるコアを覆う識別可能な量の水素（乾燥した惑星）または水（湿潤な惑星）を含んでいることを示唆している。水を豊富に持つサブネプチューンは、親星から遠く離れた場所で形成され、その後内側に移動して、現在の軌道に至ったと考えられている。本論文で我々は、高圧下でマグマからケイ素を分離して合金や水素化物を形成する、温かく高密度の水素流体とケイ酸塩メルトの間の反応の実験的な証拠を報告する。我々は、ケイ酸塩メルトから遊離した酸素が水素と反応し、最大で数十重量パーセントに及ぶ、かなりの量の水を生成することを見いだした。この量は、低圧の理想気体の外挿に基づく従来の予測よりもはるかに多い。つまり、これらの反応は水素を豊富に含む惑星において水含有量のスペクトルを生成することができ、一部のサブネプチューンでは水に富む組成に達する可能性があり、これは水素に富む惑星と水に富む惑星の間の進化的な関係を示唆している。従って、系外惑星大気での大量の水の検出は、原始惑星系円盤での惑星移動に対する最適な証拠とはならない可能性があり、組成と惑星形成位置の間に想定される関係性に疑問を投げ掛けている。

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