巨行星与矮行星双重扰动下碎片盘的混合搅拌机制

碎片盘由尺寸从尘埃颗粒到星子不等的天体带组成；这些带是其他恒星周围行星系统的可见标志，可通过其形状和结构揭示系外行星的影响。两种关键的搅拌机制——星子自搅拌和外部巨行星的长期扰动——已被确认用于解释星子带的动力学；它们的相对重要性已被独立研究，但尚未被综合考虑。在这项工作中，我们运行了286组N体模拟，探索碎片盘在10亿年内的演化，结合了嵌入盘中的矮行星和一颗内侧巨行星的引力扰动。我们的系统在一定程度上以太阳系外部的结构为模型：一颗太阳质量恒星，一颗位于30天文单位处的单一大质量巨行星（$M_{\rm GP} =$ 10 至 316 $\mathrm{M}_{\oplus}$），以及一个由100颗大质量矮行星和1000个无质量粒子组成的碎片盘（$M_{\rm DD} =$ 3.16 至 31.6 $\mathrm{M}_{\oplus}$）。我们展示了10亿年后盘和巨行星的演化。盘的平均偏心率和倾角的时间演化强烈依赖于巨行星质量以及剩余的盘质量。我们还发现，即使盘质量很小，也能实现高效的搅拌。总的来说，我们发现混合机制在搅拌冷碎片盘方面比任一单独作用的机制更有效。