水星起源的动力学途径 II：内类地区域的原位形成
地球与行星天体物理
2021-06-23 v1
摘要
现代类地行星形成模型在持续生成具有与地球和金星相似质量和轨道的行星方面极为成功。与经典理论预测以及岩石系外行星多行星系统的推断统计形成鲜明对比的是，金星与地球之间以及邻近的水星和火星之间的质量比（>10）和轨道周期比（>2）并非数值模拟系统中常见的结果。尽管文献中针对“小火星问题”存在大量可行解，水星的特殊起源仍相当神秘。在本文中，我们研究水星形成于类地行星盘质量耗竭的内区（a < 0.5 au）的可能性。该区域在类地行星形成模型中常被忽视，因为在约 100 Myr 时间尺度上分辨数百个短周期天体的计算成本过高。通过测试多种盘剖面和质量分布，我们确定了若干有前景的、能导致显著成功类比系统的初始条件。特别是，我们最成功的模拟考虑了适量的水星形成物质总质量（0.1–0.25 地球质量）。较大的初始质量往往产生不成比例的水星类比体，而较小的值常抑制行星形成，因为整个物质区域易被金星吸积。此外，我们发现较浅的表面密度剖面和更多的小微行星库存适度提高了充分重现水星的可能性。
引用
@article{arxiv.2104.11252,
title = {Dynamical avenues for Mercury's origin II: in-situ formation in the inner terrestrial disk},
author = {Matthew S. Clement and John E. Chambers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.11252},
year = {2021}
}
备注
20 pages, 10 figures, 3 tables, accepted for publication in AJ. Summary available at https://youtu.be/Mu762MjRxtE (video)