宇宙时间尺度上通过引力不稳定性形成行星的约束
地球与行星天体物理
2015-06-12 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们估计了在早期星周盘外围通过引力不稳定性 (GI) 形成行星的最高温度。我们表明，由于宇宙微波背景设定的温度下限，存在一个距宿主恒星的最大距离，超过该距离气态巨行星无法通过 GI 形成，且该距离随其当前年龄的增加而减小。此外，我们表明，由于低金属丰度气体的冷却效率降低，在金属丰度 < 10^-4 Z_Sun 时无法通过 GI 形成行星。这一通过 GI 形成行星的关键金属丰度意味着存在一个距宿主恒星的最小距离（约 6 AU），在此范围内无法通过 GI 形成行星；在更高金属丰度下，这一最小距离可能显著增大，达到数十 AU。我们表明，这些最大和最小距离极大地限制了迄今为止观测到的、可能在其当前位置通过 GI 形成的行星数量。尽管如此，我们发现 GI 的关键金属丰度远低于核心吸积机制运作所需的金属丰度；因此，第一批行星可能通过 GI 形成，尽管仅限于其宿主星周盘的狭窄区域内。
引用
@article{arxiv.1212.1482,
title = {Constraints on planet formation via gravitational instability across cosmic time},
author = {Jarrett L. Johnson and Hui Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:1212.1482},
year = {2015}
}
备注
6 pages, 3 figures; version accepted for publication in MNRAS