木星巨质量盘中卫星的生长与演化
地球与行星天体物理
2018-02-07 v1
摘要
环行星盘中卫星系统的形成被认为类似于原行星盘中岩质行星（尤其是超级地球）的形成。因此，可以利用具有大型卫星的系统来检验同样适用于系外行星的形成理论。此外，更好地理解卫星的起源可能提供关于行星形成最后阶段期间成长行星附近环境的重要信息。在本工作中，我们通过 N 体模拟研究木星卫星的形成与迁移。我们模拟了一个巨质量、静态、低黏度的环行星盘，其总质量符合最小质量亚星云模型的设定。在水动力模拟中我们未发现缝隙迹象，因此预期不会发生 II 型迁移。于是，我们采用 I 型迁移、偏心率和倾角阻尼的解析公式，并进行了加入阻尼力的 N 体模拟。详细的参数研究表明，最终卫星的数目强烈受胚胎初始分布、盘温度和初始气体密度轮廓的影响。对于较陡的初始密度轮廓，可能形成具有多重共振卫星的系统，而较平坦的轮廓有利于在伽利略卫星区域附近形成卫星。我们表明，对于高宽比 H/r ~ 0.15 的较热盘，其中冰线位于约 30 R_J 处，可以形成诸如木卫三和木卫四这样的巨质量卫星。
引用
@article{arxiv.1712.05327,
title = {Growth and evolution of satellites in a Jovian massive disc},
author = {Ricardo A Moraes and Wilhelm Kley and Ernesto Vieira Neto},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.05327},
year = {2018}
}
备注
17 pages, 21 figures