不同质量原恒星周围宽轨道上通过盘不稳定性形成巨行星
地球与行星天体物理
2015-05-27 v1
摘要
多普勒巡天显示，大质量恒星在~3 AU内拥有巨行星的频率显著高于低质量恒星，这与通过核吸积形成巨行星的模型一致。直接成像搜索已开始在质量约为1 M⊙至2 M⊙的恒星周围，在~20 AU至~120 AU的轨道距离上发现大量巨行星候选体。鉴于核吸积无法在如此大的距离上形成巨行星，气体盘的不稳定性导致团块形成被认为是更可能的形成机制。本文提出了五个新的盘演化模型，其内半径为20 AU，外半径为60 AU，中心原恒星质量分别为0.1、0.5、1.0、1.5和2.0 M⊙，以评估在不同质量恒星周围宽轨道上形成行星的可能性。盘质量范围从0.028 M⊙到0.21 M⊙，初始Toomre Q稳定性值从内盘的1.1到外盘的~1.6。这五个模型表明，盘不稳定性能够在~10^3年的时间尺度上形成团块，如果这些团块存活更长时间，它们可以形成初始轨道半长轴约为30 AU至70 AU、偏心率约为0至0.35、初始质量约为1 M_Jup至5 M_Jup的巨行星，环绕类太阳恒星，并且随着原恒星（以及原行星盘）质量的增加，形成的原行星数量也更多。特别是，盘不稳定性似乎是HR 8799气态巨行星系统的一个可能形成机制。
引用
@article{arxiv.1102.4555,
title = {Formation of Giant Planets by Disk Instability on Wide Orbits Around Protostars with Varied Masses},
author = {Alan P. Boss},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.4555},
year = {2015}
}
备注
35 pages, 3 tables, 16 figures, ApJ, in press