大转向情景下的月球与类地行星形成

我们展示了大量关于类地行星形成巨撞击阶段的 N 体模拟结论。我们重点关注从最近提出的大转向（Grand Tack）模型中获得的新结果，该模型将巨行星的气体驱动迁移与类地行星的吸积耦合起来。巨撞击阶段紧随寡头生长阶段之后，后者在星子与原行星盘内构建了双峰质量分布。通过改变星子群体总质量与原行星群体总质量之比以及单个原行星的质量，我们探讨了不同的盘条件如何控制最终形成的行星。原行星与星子的总质量比控制了最后一次巨型（月球形成）撞击的时间及其剧烈程度。初始原行星质量设定了月球撞击体的大小以及火星的生长速率。在将我们的模拟结果与类地行星的实际轨道（角动量亏损、质量集中度）进行比较，并考虑到关于月球形成事件后地球吸积质量的独立地球化学约束以及火星生长时标的约束后，我们得出结论：在巨撞击阶段开始时，原行星盘的大部分质量必须存在于火星大小的原行星中，而只有很小一部分总盘质量存在于星子群体中。由此我们推断，月球形成事件发生在第一批固体形成后约 60 至 130 My 之间，且最可能是由一个质量与火星相似的天体引起的。