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由卵石吸积与迁移形成的行星系统:由致密共振链破裂产生的热超级地球系统

地球与行星天体物理 2021-06-23 v2

摘要

至少 30% 的主序星拥有半径介于 1 至 4 地球半径、轨道周期小于 100 天的行星。我们使用包含气体辅助卵石吸积与盘-行星潮汐相互作用模型的 N 体模拟来研究超级地球系统的形成。我们表明,累积的卵石质量储库在热超级地球或热海王星(15M\lesssim15M_{\oplus})与可能成为气态巨行星的超大行星核(15M\gtrsim15M_{\oplus})之间产生分岔。具有中等卵石通量的模拟生长出多颗超级地球质量行星,它们向内迁移并堆积在盘内边缘形成长共振链。我们追踪这些系统的长期动力学演化,并利用观测行星对的周期比分布来约束我们的模型。高达 \sim95% 的共振链在气体盘消散后变得动力学不稳定,导致晚期碰撞阶段打破了原始共振构型。当我们的模拟产生主导比例(95%\gtrsim95\%)的不稳定系统与少量(5%\lesssim5\%)稳定共振链(TRAPPIST-1 系统即为一例)时,自然与观测相符。我们的结果表明超级地球系统固有地为多行星(N2{\rm N\geq2}),且观测到的单行星凌星过剩是由行星-行星不稳定性激发的相互倾角所致。在行星种子初始分布于内盘与外盘的模拟中,近距超级地球(节略)。

关键词

引用

@article{arxiv.1902.08772,
  title  = {Formation of planetary systems by pebble accretion and migration: Hot super-Earth systems from breaking compact resonant chains},
  author = {André Izidoro and Bertram Bitsch and Sean N. Raymond and Anders Johansen and Alessandro Morbidelli and Michiel Lambrechts and Seth A. Jacobson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1902.08772},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted in A&A, version including language editing