嵌入气体盘中的木星与超级地球

本文研究了一对相互作用行星的演化：一颗木星质量行星和一颗质量为 5.5 倍地球质量的超级地球，它们环绕一颗类太阳恒星运行并嵌入气体原行星盘中。我们重点关注由行星 - 盘相互作用引起的 I 型和 II 型轨道迁移效应，这导致超级地球被木星捕获到一阶平均运动共振中。我们通过完整的二维流体动力学模拟，数值研究了超级地球相对于木星处于内部轨道的所得共振系统的稳定性。我们的主要动机是确定系统中存在气态巨行星时超级地球的行为。研究发现，木星将超级地球捕获到内部的 3:2 或 4:3 平均运动共振中，此类构型的稳定性取决于初始行星位置和偏心率演化。如果行星轨道的初始分离大于或接近精确共振所需的分离，则最终结果是这对行星以与气态巨行星相似的速率迁移，至少在模拟时间内如此。否则，我们观察到超级地球从盘中被散射出去。我们将浸没在气体盘中的行星演化与其在无盘经典三体问题中的行为进行了比较。