在过渡盘中培育超级地球与诞生超级蓬松行星
地球与行星天体物理
2016-01-27 v2
摘要
超级地球(1-4,2-20)带来的谜题是它们不是木星:其核心质量足以触发失控气体吸积,但不知何故超级地球吸积了仅占总质量百分之几的大气。我们表明,若超级地球形成较晚,在其母体气盘的最后残迹即将消散时,该谜题便得以解决。这一情形看似存在微调问题,但我们表明实则没有。环境气体密度可跨越许多(达9)个数量级,而超级地球仍能在0.1-1 Myr后稳健地以重量百分比计的大气出现。超级地球核天然培育于气体贫乏环境中,那里气体动力学摩擦已充分减弱以允许组成原核并合。在核组装时存在的气体如此之少,以至于核几乎不因盘力矩而迁移:超级地球的形成可以是原位的。这一图像——密近超级地球形成于气体贫乏(但非空)的内盘,由从更质量大的外盘向内渗出的气体持续供给——令人想起过渡原行星盘中大体排空却仍在吸积的内腔。我们还处理了超级蓬松行星(super-puffs)提出的反问题:一类不常见的短周期行星,看似对其小质量而言体积过大(4-10,2-6)。超级蓬松行星轻易获得其厚大气,作为无尘、快速冷却的世界位于1 AU之外,那里星云气体更冷、密度更低因而更不透明。与可原位形成的超级地球不同,超级蓬松行星迁移到了当前轨道;它们预期形成平均运动共振链的外环,并展现更大的水含量。最后我们对照观测并列举剩余问题。
引用
@article{arxiv.1510.08855,
title = {Breeding Super-Earths and Birthing Super-Puffs in Transitional Disks},
author = {Eve J. Lee and Eugene Chiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.08855},
year = {2016}
}
备注
Accepted to ApJ