海王星特洛伊天体的形成与动力学演化——初始太阳系架构的影响

在这项工作中，我们研究了在紧凑行星架构下，四颗巨行星的引力对预先形成的海王星特洛伊天体在1000万年内的动力学稳定性。在我们的模型中，天王星和海王星的初始轨道位置（aN）被改变，以产生这些行星在非共振轨道上运动，或处于相互的1:2、2:3和3:4平均运动共振（MMRs）中的系统。总共进行了420次模拟，检查了42种不同的架构，所有运行中总共包含840000个粒子。在非共振情况下，特洛伊天体仅遭受中等程度的动力学侵蚀，最紧凑的系统（aN小于等于18 AU的系统）在积分结束时损失了约50%的特洛伊天体。然而，在2:3和3:4 MMR情景中，动力学侵蚀要高得多，消耗率通常大于66%，在最紧凑的系统中则完全耗尽。1:2共振情景中的破坏程度介于非共振情况和其他共振情景之间，消耗率约为百分之几十。总体而言，绝大多数合理的迁移前行星架构导致了海王星特洛伊云严重程度的消耗。特别是，如果天王星和海王星在它们相互的2:3或3:4 MMR附近形成，且日心距离在18 AU以内（正如近期研究所支持的），我们发现绝大多数预先形成的特洛伊天体在海王星迁移之前就已经丢失。这加强了当前海王星特洛伊天体群的主体是在那次迁移期间被捕获的观点。