行星迁移加速：谱系跨越与行星盘

行星迁移是早期太阳系中的关键阶段，解释了许多观测现象，并对太阳系起源的细节提供了约束。本文旨在利用数值模拟深入探讨行星迁移过程中的加速机制，深入挖掘早期太阳系保存的重要信息。我们确认，行星迁移是一个正反馈过程：迁移越快，消耗行星质量的效率越高；一旦迁移减慢， Neptune 将清除其周围空间，进一步维持迁移就更加困难。定量地，迁移速率增加十倍，对应于每单位 Neptune 角动量消耗的行星质量约减少 30%。我们还发现，Neptune 最终位置与其所在位置的行星盘初始表面密度相关，表明早期太阳系中 30 au 处的盘密度约为 $0.009 M_{\oplus}/au^2$。我们还识别了两种可以加速行星迁移的机制：第一种是 Neptune 与 Uranus 之间的共挔 (MMR)。当这两个巨型行星跨越其主要共挔时，迁移加速便会被触发。第二种机制是行星盘中存在的环状结构，因为该区域的行星密度较高，可为迁移加速提供必要的物质支持。我们的研究表明，当前太阳系中的 Neptune 处于相对 delicate 的位置。如果 Neptune 跨越了与 Uranus 的 1:2 共挔，它可能已经迁移到更远的位置。因此，在正反馈机制的作用下，太阳系演化至其当前配置可能是一种随机结果，而非必然结果。