内太阳系中的窄盘能否解释四颗类地行星的形成

一个成功的太阳系模型必须复现四颗类地行星。在此，我们关注：1) 在同一系统中形成水星与四颗类地行星（即4-P系统）的可能性；2) 每颗类地行星的轨道性质与质量；3) 地球最后一次巨撞击的时间及其此后吸积的质量。为应对这些约束，我们基于质量局限于0.7–1.0 au的窄原行星盘，进行了450次类地行星形成的N体模拟。我们识别出164个类比系统，但仅24个系统含有水星类比体，8个系统为4-P系统。我们发现，包含少量胚胎（单个质量与火星相当）且巨行星处于当前轨道的窄盘，最能满足上述约束。然而，仍存在严重缺陷。水星类比体与4-P系统的形成效率过低（分别为5%和2%），且大多数金星—地球类比体的质量比不正确。与现实相比（0.34 au），水星与金星类比体形成时彼此过于接近（约0.15–0.21 au）。类似地，金星与地球类比体之间的相互距离大于观测值（0.34 vs. 0.28 au）。此外，在轨道—质量空间中，金星—地球对未能在统计上被复现。总体而言，我们的结果表明利用窄盘解释内太阳系存在严重问题。特别是，水星的形成仍是类地行星形成模型中的一个悬而未决的难题。