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从巨行星演化约束其初始构型:对行星不稳定时机的影响

地球与行星天体物理 2017-03-22 v1

摘要

近期关于行星迁移的研究表明,如果在行星不稳定开始之前,海王星经历了长达 \sim28 au 的星子驱动迁移,那么柯伊伯带的轨道结构可以被很好地重现。然而,考虑到在气体盘阶段所有巨行星应彼此捕获于平均运动共振中,尚不清楚海王星如此特定的演化是否可能,也不清楚不稳定是否可能发生在较晚时期。在此,我们首先研究巨行星的哪种初始共振构型能够与海王星从共振链中被拉出并在行星不稳定发生前迁移至 \sim28 au 相容。我们通过研究行星能保持共振约 400 My 的条件来解决晚期不稳定问题。我们的结果表明,这仅在星子盘位于距海王星特定最小距离 δstab\delta_{stab} 之外的情况下发生。接着,如果星子盘产生足够量的尘埃并向内漂移,海王星可进入缓慢的尘埃驱动迁移阶段数亿年,直到达到距盘临界距离 δmig\delta_{mig}。从那时起,更快的星子驱动迁移接替,海王星继续向外迁移直至不稳定发生。我们得出结论:尽管早期不稳定更容易重现解释柯伊伯带结构所需的海王星演化,但这种演化也与晚期不稳定相容。

关键词

引用

@article{arxiv.1702.02094,
  title  = {Constraining the giant planets' initial configuration from their evolution: implications for the timing of the planetary instability},
  author = {Rogerio Deienno and Alessandro Morbidelli and Rodney S. Gomes and David Nesvorny},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1702.02094},
  year   = {2017}
}

备注

Accepted for publication in AJ