系外行星种群合成IV：与盘金属丰度、质量和寿命的相关性

背景。这是展示行星种群合成计算结果的系列论文中的第四篇。目标。本文旨在系统研究重要的盘性质，即盘金属丰度、质量和寿命对基本行星性质的影响。方法。对于大量原行星盘，我们使用包括行星迁移和盘演化的核吸积形成模型计算行星种群。结果。我们发现大量相关性：关于行星初始质量函数，金属丰度、盘质量和盘寿命具有不同作用：对于高[Fe/H]，巨行星更常见。对于高盘质量，巨行星质量更大。对于长盘寿命，巨行星既更常见也更大。在低金属丰度下，无法形成质量非常大的巨行星，但除此之外，巨行星质量与金属丰度不相关。相反，行星质量与盘气体质量相关。巨行星形成的理想位置在5 AU处。在此距离内外，需要更高的星子面密度。低金属丰度可由高盘质量补偿，反之亦然，但并非无限。在低金属丰度下，巨行星仅在冰线外形成，而在高金属丰度下，巨行星形成遍及整个盘。迁移程度随盘质量和寿命增加而增加，通常随金属丰度增加而减小。金属丰度与巨行星半长轴之间不存在明确相关性，因为在低[Fe/H]盘中，行星起始位置更远但迁移更多，而在高[Fe/H]盘中，起始位置更近但迁移更少。近距离低质量行星的平均金属丰度低于热木星。结论。原行星盘的性质对行星性质起决定性作用，并留下许多印记。