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气体辅助行星胚胎相遇形成双行星

地球与行星天体物理 2018-12-12 v1

摘要

我们展示了辐射流体动力学模拟,其中双行星通过多个超级地球胚胎系统中的近距离相遇而形成。这些胚胎嵌在由气体和卵石组成的原行星盘中,并在盘结构支持由 I 型力矩引起的收敛迁移的区域中演化。随着胚胎吸积卵石,它们被加热从而受到热力矩(Benítez-Llambay 等 2015)和热迹效应(Chrenko 等 2017)的影响,后者激发轨道偏心率。受 Eklund & Masset(2017)发现的启发,我们假设热迹效应也在垂直方向起作用并降低倾角阻尼的效率。非零倾角使得胚胎能够在收敛区内变得紧密堆积并同时在垂直方向被搅动。随后,在两个胚胎之间由盘引力辅助的近距离相遇可形成快速消散的瞬态双行星。寿命较长(\sim10410^{4} yr)的双行星形成于一个瞬态对与剩余胚胎之一的三体相互作用中。双行星组分的间距通常在后续相遇中以及由于卵石吸积而减小,直至双行星合并,形成一个巨行星核。我们给出了双行星预期出现率的量级估计,得出每 \simeq225×1045\times10^{4} 个行星系统中有 one 个双行星。因此,尽管罕见,双行星可能存在于系外行星系统中,应当对其进行系统性搜寻。

关键词

引用

@article{arxiv.1810.12955,
  title  = {Binary planet formation by gas-assisted encounters of planetary embryos},
  author = {Ondřej Chrenko and Miroslav Brož and David Nesvorný},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1810.12955},
  year   = {2018}
}

备注

Accepted for publication in ApJ, 18 pages, 10 figures