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产生类似奥陌陌的星际小行星的单巨行星系统构型

地球与行星天体物理 2025-02-12 v1

摘要

首个被发现的星际小天体奥陌陌(1I/2017 U1)呈现出极其细长的几何形状以及兼具小行星和彗星双重特性的独特物理性质。这些特性暗示其可能起源于潮汐碎裂,该机制认为奥陌陌是在与一颗恒星或白矮星近距离相遇时,通过强烈的潮汐碎裂产生的,从而形成了它的形状并从其诞生系统中被抛出。根据这一机制,要产生类似奥陌陌的天体,母体需要具有高初始轨道偏心率和较小的近心点距离。为了验证这一机制是否能在单巨行星系统中发生,我们在本研究中对一个包含低质量(0.5M0.5M_\odot)主恒星和一颗巨行星的系统进行了长期数值模拟。我们确定,行星的偏心轨道(ep0.2e_\mathrm{p}\sim0.2)和木星质量(MpMJM_\mathrm{p}\sim M_\mathrm{J})似乎最适合产生足够的扰动以生成类似奥陌陌的天体。当行星的半长轴 apa_\mathrm{p} 增大时,被抛射到系统外的星子比例 P(ej)P(\mathrm{ej}) 相应增加,而被抛射的星子经历恒星潮汐碎裂的可能性 P(tidalej)P(\mathrm{tidal}|\mathrm{ej}) 则保持相对恒定,约为 0.6%\sim0.6\%。仅关注恒星潮汐碎裂,极端细长的星际天体占所有星际天体的比例为 Pe3%P_\mathrm{e}\sim3\%

关键词

引用

@article{arxiv.2502.03336,
  title  = {Configuration of Single Giant Planet Systems Generating `Oumuamua-Like Interstellar Asteroids},
  author = {Xi-Ling Zheng and Ji-Lin Zhou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.03336},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, 9 figures, 5 tables, accepted for publication in MNRAS