高倾角高偏心率巨行星。II. 盘阶段的行星-行星相互作用

我们旨在研究由行星-盘相互作用引起的偏心率和倾角阻尼对系统最终构型的影响，推广了先前关于气体盘与行星-行星散射在盘阶段联合作用的研究。与简单的$K$-描述不同，我们的n体模拟采用了伴随论文流体动力学模拟提供的偏心率和倾角阻尼公式。我们跟踪了气体盘晚期三颗巨行星的$11000$个数值实验的演化，探索了不同的初始构型、行星质量比和盘质量。沿模拟研究了行星系统的动力学演化，重点在于共振俘获和倾角增长机制。发现在盘耗散时大多数系统的倾角较小（$\le10^{\circ}$）。尽管许多系统在迁移过程中进入倾角型共振，但盘通常在短时间尺度上阻尼了倾角。尽管我们结果中的多数多重系统为准共面，$\sim5\%$的系统最终具有高的互倾角（$\ge10^{\circ}$）。这些高互倾角系统的一半源于二体或三体MMR俘获，另一半由轨道不稳定性和/或行星-行星散射产生。当考虑超过$100$ Myr的长期演化时，共振系统的失稳很常见，且仍在共振中演化的高互倾角系统的比例下降到$30\%$。最后，最终系统构型的参数与观测中的半长轴和偏心率分布非常吻合，表明盘阶段的行星-行星相互作用可能在塑造行星系统中起了重要作用。