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尽管存在再循环流行星包层仍在生长

地球与行星天体物理 2023-10-06 v1

摘要

原行星包层物质与原行星盘的背景物质之间的流体动力学交换被提出作为一种机制,用以解释观测到的行星包层多样性——其质量分数从超级地球的约1%到巨行星的约90%不等。在此我们提出并分析原行星包层的三维辐射流体动力学模型,以理解原行星与背景盘之间的质量和能量交换如何影响形成过程。我们的原行星包层模拟显示物质交换使外部<0.4Rbondi的包层达到稳态。该交换提供连续能量源,使观测光度超过仅由开尔文-亥姆霍兹收缩释放的结合能所推断的光度——这一发现对潜在的原行星观测十分重要。另一方面,内部<0.4Rbondi看似绝缘——按照一维准静态理论生长。我们将这些三维流体动力学效应纳入一个可扩展的一维框架,采用具有物理动机的三层再循环参数化。专门针对木星的情形,再循环对增长率改变极小,行星仍在约1 Myr内进入失控吸积并成为气态巨行星。即使在内部盘(0.1 AU),我们的一维模型表明再循环并不足以强健和普遍到阻止所有核成为巨行星。然而同时,根据内部盘条件和核质量,这种再循环可使失控阶段延迟一个数量级。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.03117,
  title  = {Growing Planet Envelopes in Spite of Recycling Flows},
  author = {Avery Bailey and Zhaohuan Zhu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.03117},
  year   = {2023}
}

备注

17 pages, 12 figures