在行星陷阱处构建巨行星核
天体物理学
2009-11-13 v1
摘要
巨行星形成的核吸积模型众所周知的瓶颈是，由于与气体盘的潮汐相互作用，行星核会通过 I 型迁移落入恒星。研究表明，盘中陡峭的表面密度梯度（例如在活动区与死区边界处预期的那样）可作为行星陷阱，阻止孤立核迁移至中心恒星。我们研究了行星陷阱概念对于多个行星胚胎/核系统的吸积和演化的相关性。我们对行星陷阱附近多个大质量物体系统的演化进行了流体动力学模拟。行星胚胎在三维空间中演化，而盘则用二维网格建模。对胚胎施加合成力以模拟盘对其轨道倾角的阻尼效应。具有两个胚胎的系统倾向于获得稳定、分离且不迁移的轨道，其中质量较大的胚胎位于行星陷阱处，较轻的胚胎位于盘的外侧。多胚胎系统本质上是不稳定的。因此，长期的相互散射阶段可能导致胚胎间的吸积碰撞；一些胚胎被注入盘的内侧部分，在那里它们可能通过 I 型迁移被排入恒星。只有当幸存胚胎的数量减少到较小值（约 2-4 个）时，系统才能恢复稳定且不迁移的构型。这可以解释我们太阳系中巨行星数量有限的原因。这些结果通常应适用于内层胚胎的 I 型迁移被某种机制阻止的任何情况，而不仅限于行星陷阱情景。
引用
@article{arxiv.0711.2344,
title = {Building Giant-Planet Cores at a Planet Trap},
author = {Alessandro Morbidelli and Aurelien Crida and Frederic Masset and Richard P. Nelson},
journal= {arXiv preprint arXiv:0711.2344},
year = {2009}
}
备注
in press in Astronomy and Astrophysics