Die Radiusverteilung von M-Zwerg-gehosteten Planeten und ihre Evolution

ZUSAMMENFASSUNG M-Zwergsterne sind die vielversprechendsten Wirte für die Entdeckung und Charakterisierung von kleinen und potenziell habitablen Planeten und bieten im Vergleich zu sonnenähnlichen Sternen Möglichkeiten zur Überprüfung von Modellen zur Planetenbildung und -entwicklung. Mit Gaia-Astrometrie, adaptiver Optik Bildgebung und kalibrierten gyrochronologischen Beziehungen zur Schätzung der stellaren Eigenschaften und Filterung von Doppelsternsystemen verfeinerten wir die Radien von 117 Kepler-Objekten von Interesse (bestätigte oder Kandidatenplaneten), die 74 einzelne späte K-Typ- und frühe M-Typ-Sterne transitiert haben, und wiesen 113 davon altersbasierte Rotationen zu. Wir konstruierten die Radiusverteilung von 115 kleinen (4 R_) Planeten und bewerteten ihre Entwicklung. Wie bei sonnenähnlichen Sternen enthält die abgeleitete Verteilung unterschiedliche Populationen von ‚Super-Erden‘ (bei 1,3 R_) und ‚Sub-Neptunen‘ (bei 2,2 R_), getrennt durch eine Lücke oder ‚Tal‘ bei 1,7 R_, die eine periodische Abhängigkeit aufweist, die signifikant schwächer ist (Stromgesetzindex von −0,03^+0,01-₀,₀₃) als bei sonnenähnlichen Sternen. Sub-Neptunen sind bei kurzen Perioden (2 d) und hoher Bestrahlung weitgehend abwesend, ein Merkmal, das dem ‚Neptun-Wüstensyndrom‘ ähnelt, das um sonnenähnliche Sterne beobachtet wird. Die relative Anzahl der Sub-Neptunen zu Super-Erden nimmt zwischen der jüngeren und älteren Hälfte der Stichprobe ab (Medianalter 3,86 Gyr), obwohl die formale Signifikanz niedrig ist (p = 0,08) aufgrund der kleinen Stichprobengröße. Der Rückgang der Sub-Neptunen scheint bei breiteren Umlaufbahnen und geringer stellare Bestrahlung ausgeprägter zu sein. Dies ist nicht auf einen Erkennungsbias zurückzuführen und deutet auf eine Rolle von H2O als Dampf hin, um die Radien der Sub-Neptunen zu erhöhen und/oder den Verlust von H/He aus ihnen zu regulieren.