一颗流浪行星助力遥远柯伊伯带的填充
地球与行星天体物理
2022-10-27 v1
摘要
遥远柯伊伯带（半长轴超出2:1共振，约=50-100 au）中海王星外天体（TNOs）的轨道分布为外太阳系动力学历史提供了约束。近期研究揭示了该区域的两种显著特征：1）大量天体处于与海王星遥远的平运动共振中；2）存在大量 detached 种群（基本与海王星脱耦的非共振天体）。海王星迁移模型能够在行星迁移时期植入部分共振与 detached 天体，但许多模型无法匹配轨道分布的多个方面。本工作中，我们报道了使用改进版基于GPU的代码 GLISSE 所进行的模拟，每次模拟并行追踪100,000个测试粒子并处理其与行星的近距离相遇。我们首次证明，在行星形成期间短暂存在的一颗2地球质量流浪行星可以大量填充遥远共振与 detached 种群，令人惊讶的是即便没有行星迁移也能实现。我们展示了与流浪行星的弱相遇如何大幅提高填充共振的效率，同时一旦TNOs到达高近日点便将其移出共振。流浪行星的长期引力影响同时产生了在所有半长轴上观测到的众多 detached 天体。这些结果表明，早期额外行星的存在再现了观测到的遥远柯伊伯带TNO轨道结构。
引用
@article{arxiv.2209.09399,
title = {A Rogue Planet Helps Populate the Distant Kuiper Belt},
author = {Yukun Huang and Brett Gladman and Matthew Beaudoin and Kevin Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.09399},
year = {2022}
}
备注
14 pages, 5 figures. accepted for publication in ApJ Letter. For associated animated movies, see https://yukunhuang.com/