过渡盘中行星散射的流体动力学结果

在过渡盘阶段，随着气体阻尼变得无效，很大一部分不稳定的多行星系统可能会发生散射。利用一组 FARGO 流体动力学模拟和 MERCURY N 体积分，我们直接追踪了行星 - 盘和行星 - 行星相互作用，贯穿清除阶段并延续至 50 Myr 的动力学演化。盘的清除是通过 X 射线驱动的光致蒸发发生的。单个散射系统的流体动力学演化十分复杂，涉及大质量行星在偏心隙中运行，或无隙直接从盘吸积的阶段。与无气体模型相比，我们发现散射进入单行星和双行星最终态的 N 体动力学和流体动力学几乎相同。这些通道中的偏心率分布几乎不受气体存在的影响。然而，流体动力学模拟也形成了处于长期稳定构型的低偏心率三行星系统，这些系统的混合导致流体动力学模拟中的偏心率略低于无气体模拟。这些三行星系统的发生率可能是初始条件的函数；不同的行星设置（数量或间距）可能会改变这一结果的性质。我们分析了幸存多行星系统的性质，并表明只有很小一部分（百分之几）在散射后进入平运动共振，而较大部分形成了稳定的共振链并完全避免了散射。我们的结果与系外行星偏心率源于散射的假设保持一致，尽管观测结果与无气体模拟结果之间的详细一致性可能是巧合的。我们讨论了通过在过渡盘中观测行星或非轴对称气体结构来检验散射模型的前景。