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快速迁移体的安全网:喂盘中凹位开启与次凹位开启天体的相互作用

天体物理学 2009-11-10 v1

摘要

年轻行星通过潮汐力与其母体气盘发生相互作用。内外潮汐力的不平衡导致质量≥0.1 Earth masses的天体失去角动量,相对于气盘迁移得较快,这被称为“类型I迁移”。然而,达到气体巨星质量O(10^2) M_⊕的原始行星会在气盘中开凹,随后受限于气盘的粘性演化,迁移速度显著减慢,称为“类型II迁移”。在年轻的行星系统中,类型I天体和类型II天体可能共存;若是如此,差异迁移必然导致前者与后者在轨道上发生近遇。我们使用两种不同的数值方法研究了这种动力学:一种是加入了模拟气盘效应的N体代码,另一种是结合N体组件和1维粘性气盘模型的混合代码,后者更自洽地处理行星-气盘相互作用。在两种情况下,我们发现次凹位开启天体在遇到凹位开启天体时高度可能被共振捕获。因此,巨星行星在原型盘中趋于作为屏障,收集轨道外侧的较小原始行星。这种行为对巨星行星形成具有两个重要含义:首先,对于被捕获的原始行星,可缓解迁移时间尺度小于生长时间尺度的问题。其次,它表明形成多巨星行星系统的一条途径:一旦第一个巨星行星形成,它会捕获/吸积第二个的未来固体核心于外部平均共振中,依此类推。巨星行星形成的最关键步骤可能正是第一个巨星行星的形成。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0502427,
  title  = {A safety net for fast migrators: Interactions between gap-opening and sub-gap-opening bodies in a protoplanetary disk},
  author = {Edward W. Thommes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0502427},
  year   = {2009}
}

备注

Accepted for publication in ApJ