类木星行星卫星形成的 N 体种群合成框架
地球与行星天体物理
2021-04-29 v2
摘要
巨行星的卫星被认为在原行星盘（CPDs）中就地形成。本文提出一个围绕类木星行星的卫星形成的 N 体种群合成框架，其中尘埃-气体比、来自原行星盘的固体吸积率、原卫星的数量与初始位置均从真实分布中随机选取。盘的性质取自以 1D 和 2D 网格采样的 3D 辐射模拟，并随时间半解析演化。N 体卫星星子从盘的尘埃组分吸积质量，彼此发生引力相互作用、近距离接触、散射与碰撞。借助这一改进模型，我们发现约 的结果种群比伽利略卫星更重，仅 处于共振中。卫星最常于 年内达到木卫二质量。在 的案例中，卫星被行星吞没； 的卫星系统向行星损失至少 1 个地球质量，贡献于巨行星包层重元素含量。在 的案例中，我们发现卫星偏心率与轨道倾角高于 0.1。我们检验了 1D 与 2D 盘模型间的结果差异，并使用机器学习（随机依赖系数与 t-SNE 结合）将我们的种群与伽利略系统比较。通过凌星与 TTVs 在已知凌星类木星行星周围探测我们的种群将具挑战性，但 的卫星可处于 的仪器凌星灵敏度下。
引用
@article{arxiv.2011.11513,
title = {An N-body population synthesis framework for the formation of moons around Jupiter-like planets},
author = {Marco Cilibrasi and Judit Szulágyi and Simon L. Grimm and Lucio Mayer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.11513},
year = {2021}
}