核吸积形成的大质量巨行星和低质量褐矮星中的氘燃烧
地球与行星天体物理
2013-06-07 v1
摘要
通过详细的数值模拟，根据核吸积巨行星形成情景，考虑了氘燃烧极限附近天体的形成。这些天体具有5-30地球质量的重元素核，假设其吸积气体直至最终质量为10-15木星质量。形成过程持续1-5百万年，以“冷启动”、低熵构型结束，之后天体在恒定质量下演化至数十亿年。计算中包含了通过质子俘获的氘燃烧，我们确定了质量M50，即超过50%初始氘被燃烧的质量。这个常被引用的巨行星与褐矮星分界线被发现仅轻微依赖于参数，如核质量、恒星质量、形成位置、原行星盘中的固体表面密度、盘粘度和尘埃不透明度。M50的值落在11.6-13.6木星质量范围内，与之前不考虑形成过程的测定一致。对于形成过程中的给定不透明度定律，核质量越高的天体形成越快。结果是吸积完成时包层熵更高，导致M50值更低。对于质量高于M50的天体，在氘燃烧阶段，天体膨胀，光度增加1到3个数量级。将光度-时间图中的演化轨迹与绘架座β星伴星的观测位置进行了比较。
引用
@article{arxiv.1305.0980,
title = {Deuterium Burning in Massive Giant Planets and Low-Mass Brown Dwarfs formed by Core-Nucleated Accretion},
author = {Peter Bodenheimer and Gennaro D'Angelo and Jack J. Lissauer and Jonathan J. Fortney and Didier Saumon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1305.0980},
year = {2013}
}
备注
16 pages, 12 figures. To appear in The Astrophysical Journal