演化气态巨行星的膨胀偏心迁移 II：数值方法与基本概念

热木星与温木星（HJs&WJs）是以短轨道周期绕其宿主恒星运行的气态巨行星，这对它们在原地高效形成构成了挑战。因此，大多数 HJs&WJs 被认为是从最初更远的诞生位置迁移而来的。当前的迁移模型，即盘迁移（气体耗散驱动）和偏心迁移（潮汐演化驱动），无法产生 HJs&WJs 的出现率和轨道特性。在此我们研究热演化及其与潮汐演化耦合的作用。我们使用 AMUSE 数值环境和 MESA 行星演化建模，详细模拟了气态巨行星在偏心迁移过程中的耦合内部与轨道演化。在配套论文中，我们使用一个由我们的数值模型验证的简单半解析模型，并进行了种群合成研究。我们考虑了气态巨行星初始的膨胀半径（形成之后预期会发生），并研究了气态巨行星潜在的收缩减缓甚至再膨胀（由于潮汐和辐射加热）对偏心迁移的影响。驱动偏心迁移的潮汐力对行星结构和半径高度敏感。因此，我们发现这种形式的膨胀偏心迁移的运行时间尺度比以往研究的偏心迁移模型显著缩短（最多达一个数量级）。与以往为 HJ 和 WJ 前身星考虑恒定 ~Jupiter 半径的偏心迁移模型相比，膨胀偏心迁移导致了 HJs&WJs 更快速的形成、WJs 更高的出现率以及更高的潮汐瓦解率。因此，偏心气态巨行星的耦合热力学演化在其演化中可以发挥关键作用。