热小行星星体的形成与演化

本文提供了一套关于气体行星形成及其后续演化的自洫描述，特别关注$\mu$ Ara类系统中典型的短周期、低质量的热小行星。我们表明，包括迁移和盘演化的核心积累模型，以及后续考虑辐射和蒸发的演化，为这种强辐射轻型行星的形成提供了可行的机制。在轨道距离$a \simeq$ 0.1 AU处，这个修正的核心积累模型导致形成质量范围从$\sim$ 14 $\mearth$ (0.044 $\mjup$)到$\sim$ 400 $\mearth$ (1.25 $\mjup$)的行星。新生行星拥有约6 $\mearth$的致密核心，独立于总质量，envelope中的重元素富集程度$M_{\rm Z,env}/M_{\rm env}$从最大到最小的行星从10%到80%不等。我们考察了行星演化对因 incident XUV恒星通量引起的蒸发率的依赖性。为了在$\sim$ 1 Gyr后达到$\mu$ Ara质量($\sim$ 14 $\mearth$)，初始行星质量必须范围从166 $\mearth$ ($\sim$ 0.52 $\mjup$)到约20 $\mearth$，蒸发率相差两个数量级，对应演化期间质量损失从90%到20%不等。核心及重元素存在于envelope中会显著影响行星的结构和演化，对于Saturn质量的行星，半径与无核心且为太阳组成的天体相比，差异约为8%-9%。这些蒸发率和内部组成的组合导致不同的探测概率，从而导致热小行星和热行星猎人之间的不同统计分布。