Beta Pictoris 行星系统及其下落蒸发天体的动力学
地球与行星天体物理
2024-01-02 v1
摘要
几十年来，Beta Pictoris 的光谱变化一直被建模为恒星附近系外彗星蒸发的结果，这些彗星被称为下落蒸发天体。人们曾提出巨行星的共振扰动来解释这些掠星天体的动力学起源。现已知该盘拥有两颗巨行星，Beta Pic b 和 c，分别以 9.9 au 和 2.7 au 的距离环绕恒星运行。前者几乎与先前推测的行星相吻合，而后者的发现则使情况变得复杂。我们首先质疑该双行星系统的稳定性。然后，我们研究了在这两颗行星共同作用下环绕恒星运行的星子盘的动力学，以检验 FEB 生成机制的有效性。我们使用辛几何 N-body 模拟来确定星子盘的哪些区域在动力学上是稳定的。随后，我们重点关注那些由于共振机制而使盘粒子能够达到高偏心率的区域。第一个结果是该系统在动力学上是稳定的。两颗行星可能会暂时陷入 7:1 平运动共振（MMR）。然后，模拟揭示了在 ~1.5 au 和 ~25 au 之间延伸的整个区域在行星扰动下是不稳定的。然而，位于 1.5 au 以下的盘存活了下来，这似乎构成了通过与 Beta Pic c 的高阶 MMR 产生 FEB 的活跃源。Beta Pic b 充当远程扰动者，帮助维持整个过程。这些模拟排除了先前将 FEB 起源置于约 4-5 au 处的 FEB 生成机制模型。相反，FEB 可能起源于更靠内的区域，并与 Beta Pic c 的 MMR 相关。该机制似乎也能持续更长时间，因为新的星子能够不断进入 MMR 并向 FEB 状态演化。因此，FEB 的物理性质可能与先前的认知不同，推测可能并非由冰构成。
引用
@article{arxiv.2401.00715,
title = {Dynamics of the Beta Pictoris planetary system and its falling evaporating bodies},
author = {H. Beust and J. Milli and A. Morbidelli and S. Lacour and A. -M. Lagrange and G. Chauvin and M. Bonnefoy and J. Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.00715},
year = {2024}
}
备注
14 pages, 10 figures. To appear in Astronomy & Astrophysics