由内向外行星形成。V. 磁旋转不稳定性所暗示的内盘结构
太阳与恒星天体物理
2018-07-25 v2
摘要
在宿主恒星极近处发现的大量地球到超级地球尺寸的行星，促使人们考虑原位（in situ）形成模型。特别是，由内向外行星形成（Inside-Out Planet Formation）是一种行星在盘中死区内边界附近的局地气体压强极大值处依次吸积形成的情景。该压强极大值源于黏度从活跃的最内盘（碱金属热电离通过磁旋转不稳定性（MRI）产生高黏度）下降到相邻的死区（MRI被抑制）而产生的下降。先前基于α盘模型对压强极大值的研究，采用了活跃区黏度参数α的任意假设值，忽略了MRI的详细物理。此处我们将MRI判据显式耦合到α盘方程，以求得盘结构的稳态（恒定吸积率）解。我们考虑了欧姆电阻和双极电阻的影响，并对一系列盘吸积率（\dot{M} = 10^{-10} - 10^{-8} M_⊙/yr）、恒星质量（M_* = 0.1 - 1 M_⊙）以及死区中非MRI α黏度名义值（α_DZ = 10^{-5} - 10^{-3}）求得解。我们发现：（1）中平面压强极大值形成于死区内边界的径向外侧；（2）霍尔电阻在内盘近中平面处占主导，这可能解释为何约50%的系统中不形成近距行星；（3）X射线电离在内盘可与热电离竞争，因为稳态下那里表面密度低；（4）我们的内盘解对表面密度扰动在黏性上不稳定。
引用
@article{arxiv.1712.07049,
title = {Inside-Out Planet Formation. V. Structure of the Inner Disk as Implied by the MRI},
author = {Subhanjoy Mohanty and Marija R. Jankovic and Jonathan C. Tan and James E. Owen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.07049},
year = {2018}
}
备注
34 pages, 28 figures, 3 appendices. Accepted by the Astrophysical Journal