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结构盘的类太阳质量依赖:与系外行星人口统计的可能联系

地球与行星天体物理 2021-06-30 v3 太阳与恒星天体物理

摘要

原行星盘中的缝隙长期以来被视为行星形成的标志。然而,系外行星与盘之间的直接联系仍难以确认。我们呈现一项针对邻近恒星形成区 ALMA 盘巡测的大样本研究以厘清这一关联。所有盘被分类为结构化(过渡盘、环盘、延展盘)或非结构化(致密盘)盘。尽管低分辨率观测可能无法识别大尺度子结构,我们基于尘埃演化论点假设延展盘必含子结构。跨年龄比较显示,结构化盘在至少 10 Myr 内保持高尘埃质量,而致密非结构化盘的尘埃质量随时间下降。若尘埃质量主要通过径向漂移演化,除非漂移被压力凸起阻止,则此现象可得到解释。我们确认了结构化盘比例存在恒星质量依赖。我们提出一个将该依赖与巨行星系外行星出现率依赖相联系的情景。我们表明,在过渡盘由比木星更重的系外行星产生、环盘由比海王星更重的系外行星产生,且多数此类行星最终向内迁移的假设下,现有系外行星足以解释观测到的盘结构。另一方面,已知的凌星超级地球与恒星质量的反相关意味着这些行星必形成于无观测结构的盘中,与在漂移主导盘中通过卵石吸积形成一致。这些发现支持一种演化情景:巨行星的早期形成决定了盘的尘埃演化及其观测形态。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.06838,
  title  = {A stellar mass dependence of structured disks: a possible link with exoplanet demographics},
  author = {Nienke van der Marel and Gijs Mulders},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.06838},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted by AJ. 24 pages, 16 figures. YouTube presentation (~20 minutes) on results here: https://www.youtube.com/watch?v=Csr6IwrC67E