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御夫座AB星:通过引力不稳定性形成行星的可能证据

地球与行星天体物理 2021-04-14 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

近期对御夫座AB星(AB Aurigae)周围原行星盘的观测揭示了两颗正在形成中的巨行星的可能存在。该系统测得年轻年龄为141-4Myr,使我们能够对所观测行星的形成历史施加严格的时间约束。因此,我们或许能够在通过核心吸积(CA)或引力不稳定性(GI)形成之间做出关键区分,因为CA形成时标通常为Myr量级,而通过GI形成将在盘演化的前104105\approx10^4-10^5yrs内发生。我们将分析聚焦于在R30R\approx30AU处观测到的4134-13MJup_{\rm Jup}行星。我们发现,如此大质量行星的CA形成时标通常超过系统年龄。该行星的高质量和宽轨道反而可能指示其通过GI形成。我们使用光滑粒子流体动力学模拟来确定系统碎裂的临界盘质量,得到Md,crit=0.3M_{\rm d,crit}=0.3M_{\odot}。盘质量历史的黏性演化模型表明,其在不久过去很可能足够大以超过Md,critM_{\rm d,crit},因此年轻的御夫座AB星盘可能曾发生碎裂从而形成多颗巨型气态原行星。在类御夫座AB星盘中的金斯质量计算发现,碎片初始形成质量可能为1.613.31.6-13.3MJup_{\rm Jup},与已观测到的行星一致。因此我们提出,御夫座AB星周围盘中的推演行星可能是通过GI形成行星的证据。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.14945,
  title  = {AB Aurigae: Possible evidence of planet formation through the gravitational instability},
  author = {James Cadman and Ken Rice and Cassandra Hall},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.14945},
  year   = {2021}
}

备注

12 pages, 5 figures