基于详细颗粒物理的不透明度对木星形成的模拟
地球与行星天体物理
2010-07-19 v1
摘要
基于核吸积模型，我们展示了在三个具有不同固态颗粒面密度假设的原行星盘中，木星在5.2 AU处形成的数值模拟。原行星包层中的颗粒不透明度通过一个详细模型计算，该模型考虑了颗粒的沉降和凝聚，并在每个时间和空间点重新计算了颗粒尺寸分布。我们普遍发现不透明度低于先前计算中使用的星际值的2% [Hubickyj, O., Bodenheimer, P., Lissauer, J. J., 2005. Icarus 179, 415–431; Lissauer, J. J., Hubickyj, O., D'Angelo, G., Bodenheimer, P., 2009. Icarus 199, 338-350]。这些较低的不透明度导致原行星包层热量损失更快、收缩更快。对于给定的固态物质面密度，与之前的计算相比，新计算导致形成时间大幅缩短。计算得到的形成时间分别为1.0、1.9和4.0 Myr，固态核心质量分别为16.8、8.9和4.7个地球质量，对应的固态面密度sigma分别为10、6和4克每平方厘米。对于sigma=10和sigma=6 g/cm^2，这些形成时间分别比先前使用旧不透明度近似值的计算结果减少了50%以上和80%以上。
引用
@article{arxiv.1005.3875,
title = {Formation of Jupiter using opacities based on detailed grain physics},
author = {Naor Movshovitz and Peter Bodenheimer and Morris Podolak and Jack J. Lissauer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1005.3875},
year = {2010}
}