盘初始条件如何塑造巨行星的大气成分

过去的研究揭示了盘参数（质量、半径、黏度、颗粒碎裂速度、尘埃与气体比）对巨行星形成的影响，其中质量更大的盘似乎更有利于巨行星的形成。目前尚不清楚不同的盘性质如何影响正在形成的巨行星的成分。由于盘内物质的向内漂移和蒸发引起的化学演化，大气丰度可以直接追踪行星形成位置的观点受到了质疑。这使大气丰度与行星形成位置之间关系的想法变得复杂。我们使用包含卵石漂移和蒸发效应的行星形成模拟，研究了不同盘参数如何影响巨行星的大气成分。我们重点关注大气中的C/O、C/H、O/H和S/H比值，从而能够探测挥发物和耐火物的示踪剂，进而研究巨行星的不同吸积路径。我们发现，除了尘埃与气体比之外，大多数盘参数对气态巨行星的大气丰度影响有限，尘埃与气体比值越大，大气丰度越高。然而，即使在卵石漂移和蒸发的场景中，大气丰度仍由行星形成位置决定。我们的研究表明，富含挥发物的系外巨行星主要形成于盘内部区域，在那里它们可以吸积大量富含蒸汽的气体。我们的研究显示，只要盘参数允许巨行星形成，试图通过大气丰度追踪巨行星起源的模拟不必探究所有盘参数。因此，我们的研究表明，观测到的行星成分多样性是其形成位置和迁移历史的直接结果。