嵌入式超级地球的外层包络 I. 二维模拟
地球与行星天体物理
2019-07-04 v1
摘要
系外行星质量与半径的观测揭示了一群大质量超级地球——即按一维模型本应演化为气态巨行星的足够大的行星。为更好理解这些天体的起源，我们对嵌入新生原行星盘中的行星核进行流体动力学模拟。在本系列第一篇论文中，为获得直观认识并发展有用诊断量，我们聚焦于原行星核周围流动的二维模拟。我们使用 pluto 代码研究亚热质量至超热质量核的等温与绝热包络，充分分辨直至核表面的包络性质。由于涡量守恒，当核质量超过热质量后包络获得显著转动支撑，表明一维模型描述包络结构的适用性有限。核的有限尺寸（对超级地球相对较大）也控制着整个包络中的转动支撑量。在高质量核的超音速包络中发展出稳态非轴对称激波，触发其内部的质量吸积与湍流混合。我们还考察了气体自引力对包络结构的影响。尽管其仅微弱改变包络性质，气体引力对核在原行星盘中触发的密度波性质有显著效应。
引用
@article{arxiv.1907.01951,
title = {Envelopes of embedded super-Earths I. Two-dimensional simulations},
author = {William Béthune and Roman R. Rafikov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.01951},
year = {2019}
}
备注
17 pages, 24 figures; accepted for publication in MNRAS Published by Oxford University Press