粘滞性与绝热指数对行星迁移的影响
地球与行星天体物理
2014-01-09 v1
摘要
低质量嵌入行星的迁移强度和方向取决于盘的热力学状态，其中内部耗散与辐射传输相平衡，且迁移可指向外侧，这一过程延长了生长中胚胎的寿命。决定盘结构进而决定迁移方向的非常重要的参数是粘滞性和绝热指数。在本文中，我们研究了不同粘滞性预设（alpha 型和常数型）及绝热指数对盘结构的影响，以及这如何影响嵌入此类盘中的行星的迁移率。我们使用显式/隐式流体动力学代码 NIRVANA 对嵌入行星的吸积盘进行了三维数值模拟，该代码包含全张量粘滞性和通量限制扩散近似下的辐射传输，以及适用于分子氢的正确状态方程。我们研究了嵌入的 20 地球质量行星的迁移。低粘滞性盘具有较低的温度，嵌入行星的迁移率趋向于等温极限。在这些盘中，即使在完全辐射情况下，行星也向内迁移。只有当盘中的粘滞性较大时，向外迁移的效果才能维持。总体而言，状态方程处理方法之间的差异似乎在较高粘滞性的盘中起着更重要的作用。绝热指数和粘滞性的变化会改变分隔向内和向外迁移的零力矩半径。对于较大的粘滞性，盘中的温度变得更高，零力矩半径移动到更大的半径处，使得 20 地球质量行星的向外迁移能够在更宽的径向范围内持续。结合较大的盘质量，这可能允许生长中的原行星核经历更长时间的向外迁移期。
引用
@article{arxiv.1301.1516,
title = {Influence of viscosity and the adiabatic index on planetary migration},
author = {B. Bitsch and A. Boley and W. Kley},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.1516},
year = {2014}
}