行星盘中碰撞级联 I. 恒星飞掠
摘要
我们使用一种新的多环面行星质子增添代码来调查恒星经过一次 moderately 近距离飞掠后行星盘的演化。该计算包括碎片化、气体和 Poynting-Robertson 阻尼，以及来自动力学摩擦和粘性搅拌的速度演化。我们假设恒星飞掠将行星质子速度提高到毁灭速度，从而启动行星盘中的碰撞级联。在计算的早期阶段，侵蚀性碰撞会减慢粒子速度并产生大量尘埃。对于广泛的初始条件和输入参数，尘埃光度的时间演化遵循简单关系：L_d/L_* = L_0 / [alpha + (t/t_d)^{beta}]。最大尘埃光度 L_0 和阻尼时间 t_d 取决于盘质量，其中 L_0 与 M_d 成正比，t_d 与 M_d^{-1} 成正比。对于盘质量为 `minimum mass solar nebula' (1--100 地球质量于 30--150 AU) 的 1% 至 100% 的尘埃质量盘，我们的计算得到 t_d 约为 1--10 Myr，alpha 约为 1--2，beta = 1，尘埃光度类似于已知 `碎屑盘' 系统观测到的范围，L_0 约为 10^{-3} 至 10^{-5}。质量更小的盘产生更小的尘埃光度并在更长的尺度上阻尼。由于与 field 星的相遇较为罕见，这些结果暗示 moderate 近距离恒星飞掠无法解释 100 Myr 或更长年龄的碎屑盘系统中的碰撞级联。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0111384,
title = {Collisional Cascades in Planetesimal Disks I. Stellar Flybys},
author = {Scott J. Kenyon and Benjamin C. Bromley},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0111384},
year = {2009}
}
备注
33 pages of text, 12 figures, and an animation. The paper will appear in the March 2002 issue of the Astronmomical Journal. The animation and a copy of the paper with full resolution figures are at S. Kenyon's planet formation website: http://cfa-www.harvard.edu/~kenyon/pf