宽轨道巨行星与褐矮星的形成
地球与行星天体物理
2015-06-15 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
背景：我们对引力不稳定原恒星盘中巨行星 (GP) 和褐矮星 (BD) 胚胎的形成进行了数值研究，并将我们的发现与迄今已知的直接成像宽轨道 (>= 50 AU) 伴星进行了比较。我们研究了原恒星盘中盘碎裂情景对于围绕 (亚) 太阳质量恒星形成宽轨道伴星的可行性。方法：我们使用了包含精确盘热力学处理的盘形成与演化的数值流体动力学模拟。薄盘极限的使用使我们能够探测原恒星盘的长期演化。我们专注于产生宽轨道 GP/BD 胚胎的模型，这些胚胎在盘中打开间隙，并显示出与典型盘寿命相当或更长的径向迁移时标。结果：虽然在大多数模型中观察到了盘碎裂，但在 60 个模型中仅有 6 个揭示了准稳定宽轨道 GP/BD 胚胎的形成。盘碎裂产生的 GP/BD 胚胎质量范围为 3.5-43 M_J，覆盖了直接成像的 (亚) 太阳质量恒星宽轨道伴星的整个质量谱。另一方面，我们的建模未能产生轨道距离 <= 170 AU 的胚胎，而若干直接成像的伴星被发现位于小至几 AU 的较小轨道上。盘碎裂也未能产生围绕质量 <= 0.7 Msun 恒星的宽轨道伴星，这与观测结果不符。结论：盘碎裂不太可能解释观测到的 (亚) 太阳质量恒星宽轨道伴星的全部谱系，必须 invoking 其他形成机制，例如将紧密排列的伴星动力学散射至宽轨道，以解释轨道距离从几十 AU 到约 150 AU 的伴星，以及宿主恒星质量 <= 0.7 Msun 的宽轨道伴星。(摘要节选)
引用
@article{arxiv.1302.1892,
title = {Formation of giant planets and brown dwarfs on wide orbits},
author = {Eduard I. Vorobyov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.1892},
year = {2015}
}
备注
16 pages, 12 figures, accepted for publication in Astronomy & Astrophysics