巨行星动力学演化对类地行星生存的影响

目前观测到的系外巨行星的轨道分布允许假设的类地行星存在边际稳定轨道。在本文中，我们提出这些系统中的许多可能在那些“稳定”轨道上没有额外的行星，因为巨行星之间过去的动力学不稳定性可能已经将它们移除。我们数值研究了多个巨行星的早期演化对内层亚海王星类行星（建模为测试粒子）轨道稳定性的影响，并确定了它们的动力学不稳定区域。先前的研究表明，由于与巨行星的近距离遭遇，大多数此类测试粒子被弹出系统。在这里，我们表明来自巨行星的长期摄动可以移除测试粒子，其范围至少可延伸至其最小近心点距离的十分之一。我们的结果表明，除非巨行星之间的动力学不稳定性不存在或像行星 - 行星碰撞那样平静，否则巨行星几 AU 轨道内低至约 0.1 AU 的大多数测试粒子可能已经消失。事实上，在约 30% 幸存的测试粒子中，约四分之三属于行星 - 行星碰撞案例。我们发现数值结果与长期理论非常吻合，并提出了一個半解析公式，仅根据巨行星的演化即可估算测试粒子的动力学不稳定区域。最后，我们的数值结果与观测结果吻合良好，并预测了偏心巨行星系统中存在热岩质行星。