星周盘力矩导致的巨行星轨道偏心率演化

迄今发现的系外行星具有意想不到的轨道要素。与太阳系中大小相似的行星相比，大多数系外行星绕其宿主恒星运行的轨道偏心率更大，半长轴更小。人们普遍认为，巨行星与星周盘之间的相互作用（II 型迁移）驱动这些行星向内迁移至小半径处，但这些盘对轨道偏心率 $e$ 的影响仍存在争议。最近的几项解析计算表明，盘 - 行星相互作用可以激发偏心率，而数值研究通常产生偏心率阻尼。本文采用准解析方法，借鉴多项先前的解析研究，以解决这一争议。本工作通过移除盘力矩计算中的若干近似，改进了当前对偏心率演化的处理。我们既未遇到均匀的阻尼，也未遇到均匀的激发，而是发现 $de/dt$ 是一个随偏心率及其他太阳系属性而在符号和量级上变化的函数。最重要的是，我们发现对于本文研究的所有盘和行星属性组合，共转力矩在 $e$ 位于 $[0.1, 0.5]$ 区间内的某些范围内会产生负的 $de/dt$ 值。如果共转力矩饱和，则该偏心率阻尼区域消失，激发将在小于 0.08 Myr 的短时间尺度上发生。因此，我们的研究未在几 Myr 的时间尺度上产生偏心率激发；我们得到的是短时间尺度上的偏心率激发，或较长时间尺度上的偏心率阻尼。最后，我们讨论了这一结果对产生观测到的系外行星偏心率范围的意义。