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辐射低效原行星盘中行星系统形成的全局模型

地球与行星天体物理 2015-06-03 v1

摘要

(节选)我们展示了在辐射低效盘模型中行星系统形成的 N 体模拟结果,在这些模型中,正的共转力矩可能抵消由 Lindblad 力矩驱动的低质量行星的快速向内迁移。本工作旨在考察在此类盘中由寡头生长所产生的行星系统的性质。我们通过纳入行星迁移(I 型和 II 型)、提高原行星吸积星子概率的行星大气、形成中行星核上的气体吸积以及气体盘消散的简单唯象描述,对常用的 Mercury-6 辛积分器进行了改进。我们针对具有幂律表面密度和温度分布的各种盘模型进行了一系列模拟,重点关注未饱和共转力矩可驱动原行星向外迁移的模型。在某些模型中,我们考虑了当行星轨道变得偏心时共转力矩的淬灭效应。大约一半的模拟成功形成了具有广泛质量和半长轴范围的气态巨行星。我们得出结论,行星形成过程中由共转力矩驱动的会聚迁移可以促进行星核的生长速率,但由于共转力矩饱和,这些行星核常常迁移进入中心恒星。适度质量的行星核向外迁移可导致在距中心恒星较远处形成气态巨行星,类似于近期通过直接成像巡天观测到的行星。然而,寡头生长期间行星-行星散射激发的行星偏心率可能淬灭共转力矩的效应,从而使向内迁移由 Lindblad 力矩驱动。

关键词

引用

@article{arxiv.1112.2997,
  title  = {Global models of planetary system formation in radiatively-inefficient protoplanetary discs},
  author = {Phil Hellary and Richard P. Nelson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1112.2997},
  year   = {2015}
}

备注

To be published in MNRAS