捕获宽轨道行星对行星系统的影响：系统稳定性与宜居带轰击速率
地球与行星天体物理
2022-01-12 v1
摘要
很大一部分恒星形成于致密的星团中。在星团内，恒星之间距离小于100 au的近距离交会十分常见。已有研究表明，在近距离交会过程中行星可以在恒星之间转移。这类被捕获的行星将处于与系统内原生行星不同的轨道上，通常具有非常宽、偏心率高且倾斜的轨道。我们研究了这些被捕获的行星如何影响其新系统中的类柯伊伯带小行星带，以及这如何影响系统中的宜居行星。我们表明，这些被捕获的行星会使小行星带失稳，并且我们发现，穿过巨行星进入系统撞击宜居行星的小行星所占比例与被捕获行星的轨道平面无关，而被移除的小行星比例及其移除速率则强烈依赖于被捕获行星的近日点和轨道倾角。随后我们考察了行星捕获的所有可能结果，发现当一颗木星质量的行星被捕获时，在40%的情况下会使系统中的行星失稳，在40%的情况下会在几百万年内耗尽小行星带，即对预期较晚才形成的类地行星上的生命不构成太大威胁。在最后20%的情况下，撞击体通量将达到地球的5-10倍并持续数Gyr，对行星上生命的发展相当不利。
引用
@article{arxiv.2010.15448,
title = {Effects of capturing a wide-orbit planet on planetary systems: system stability and Habitable Zone bombardment rates},
author = {Giorgi Kokaia and Melvyn B. Davies and Alexander J. Mustill},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.15448},
year = {2022}
}