太阳系类比的形成 I：通过种群合成分析寻找初始条件

过去约 15 年间发展起来的行星系统种群合成模型能够再现系外行星种群的若干可观测量，同时也允许对行星形成模型进行约束。我们提出了我们的行星形成模型，该模型计算了行星系统在气相阶段的演化。该代码纳入了行星形成的相关物理现象，例如光蒸发、行星迁移、气体吸积、星胚与星子中的水分传输、星子种群轨道演化的详细研究，以及在考虑星胚大气的情况下的星胚融合处理。与其它行星种群合成工作不同，本工作的主要目标是寻找合适的场景和星盘的物理参数以形成太阳系类比。我们特别关注最终的行星分布，以及星子种群最终的表面密度、偏心率和倾角轮廓。这些最终分布将作为 N-body 模拟的初始条件，以便在第二项工作中研究后寡头形成。随后，我们考虑了不同的形成场景，包括不同的星子尺寸和不同的 I 型迁移速率。我们发现，太阳系类比在大质量星盘、低 I 型迁移速率和小星子尺寸下更受青睐。此外，当星盘耗散时，位于其宜居带内的岩石行星是干燥的。最后，太阳系类比的最终构型包含了有关行星质量与半长轴、水分含量以及星子残余物性质的信息。