盘不稳定产生的环行星盘中卫星的形成
地球与行星天体物理
2020-10-21 v3
摘要
我们研究了一颗由引力不稳定在其恒星50 AU处形成的10 M_Jupiter气态巨行星周围寒冷、延展的环行星盘中卫星系统的形成与演化。盘参数来自三维全局SPH模拟。我们采用种群合成方法，在该盘中放置卫星胚胎，让它们吸积质量、迁移、碰撞，直到气体盘耗散。在每次运行中，我们在合理范围内改变初始尘埃-气体比、耗散与补充时标，以及胚胎数量和起始位置。我们发现大多数卫星质量与伽利略卫星相似，但由于环行星盘质量巨大，极少数可达最大3 M_Earth。大型卫星常形成于远至0.5 R_disc处。卫星迁移速率很快，因此在盘寿命期间，平均相当于10 M_Earth的卫星将被行星吞没，极大提高其金属丰度。我们还通过重新缩放模型研究了行星半长轴对所得卫星系统的影响。该测试表明，对于更靠近恒星的盘，形成的卫星更轻，且由于更快的迁移，更多卫星落入行星而损失。最后，我们检验了探测类似我们种群中卫星的概率，结果显示即使使用E-ELT等即将建成的强大望远镜，探测概率也低至≤3%。
引用
@article{arxiv.1912.11406,
title = {Formation of satellites in circumplanetary discs generated by disc instability},
author = {C. Inderbitzi and J. Szulágyi and M. Cilibrasi and L. Mayer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.11406},
year = {2020}
}
备注
16 pages, 24 figures, accepted for publication by MNRAS