Agua/Súper-Tierras de Hielo: Impactos Gigantes y Contenido Máximo de Agua

Se espera que los exoplanetas súper-Tierra ricos en agua sean comunes. Exploramos el efecto de los impactos gigantes tardíos en la abundancia final de agua en dichos planetas. Presentamos los resultados de simulaciones de hidrodinámica de partículas suavizadas de impactos entre planetas diferenciados de agua (hielo) - roca con masas entre 0.5 y 5 MEarth y proporciones de masa de proyectil a objetivo de 1:1 a 1:4. Encontramos que los impactos gigantes entre cuerpos de composición similar nunca disminuyen la densidad a granel del planeta objetivo. Si se asume comúnmente que la fracción máxima de agua de 75wt% para cuerpos que se forman más allá de la línea de nieve es correcta, los impactos gigantes entre cuerpos de composición similar no pueden servir como un mecanismo para aumentar la fracción de agua. Los planetas objetivo o bien acumulan materiales en la misma proporción, dejando la fracción de agua sin cambios, o pierden material del manto de agua, disminuyendo la fracción de agua. Los criterios para la interrupción catastrófica de los planetas agua-roca son similares a los encontrados en trabajos anteriores sobre súper-Tierras de composición terrestre. Los cambios en la composición a granel para impactos gigantes en cuerpos diferenciados de cualquier composición (agua-roca o roca-hierro) se describen mediante las mismas ecuaciones. Estas leyes generales pueden incorporarse en futuros cálculos N-cuerpos de formación de planetas para rastrear cambios en la composición debido a impactos gigantes.