观测到的原行星盘间隙是否由成长中的行星所致？
地球与行星天体物理
2019-07-17 v1
摘要
近期对原行星盘的详细观测揭示了大量子结构，其中多数呈环状。一种解释认为这些环是由正在成长的行星造成的。这些潜在的行星尚未在其盘中打开很深的间隙，而是形成小间隙，在其轨道外侧产生微小的压力凸起，阻止最大尘埃颗粒的内流。在卵石吸积范式中，该行星质量对应于卵石隔离质量，此时卵石吸积停止，高效的气体吸积开始。我们通过卵石与气体吸积（包括 I 型和 II 型迁移）进行行星族群合成。在模拟的第一阶段，我们研究行星达到卵石隔离质量所需的条件，并将其位置与观测到的间隙进行比较。我们发现，要匹配间隙结构，需要 2000 M_E 的卵石量，而这仅对最富含金属的恒星才有可能。随后，我们追踪这些行星数百万年的演化，以将所得族群与观测到的系外行星族群进行对比。在拥有如此大量卵石的盘中，行星形成主要产生气态巨行星，而超级地球极少，这与观测结果相矛盾。由此得出的结论是：(i) 观测到的盘是特例，(ii) 并非观测盘中所有间隙都由行星造成，或 (iii) 我们在与气体吸积和/或行星迁移相关的行星形成理论中遗漏了某些重要要素。
引用
@article{arxiv.1906.11491,
title = {Are the observed gaps in protoplanetary discs caused by growing planets?},
author = {Nelson Ndugu and Bertram Bitsch and Edward Jurua},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.11491},
year = {2019}
}
备注
9 pages, accepted for publication in MNRAS