金属丰度效应与基于卵石的行星形成模型中的行星质量函数

行星形成的主要情景之一是核吸积模型，即先形成一个大质量核，然后吸积气体包层。该核通过吸积固体物质（星子或卵石）而形成。该模型的一个关键约束是，气体吸积必须在气体盘耗散之前完成。经典的星子吸积情景预测，形成巨行星核所需的时间远长于盘耗散所需的时间。这一困难促使了另一种吸积情景的发展，其中核通过吸积卵石而生长，卵石小得多因而更容易被吸积，从而导致更快的形成。本文旨在将我们更新的基于卵石的行星形成模型与观测进行比较，特别是研究充分的金属丰度效应。我们采用 Bitsch 等人 2015a 的盘模型和 Bitsch 等人 2015b 的卵石模型，并使用种群合成方法将形成的行星与观测进行比较。我们发现，保持与 Bitsch 等人 2015b 相同的参数会因卵石通量计算错误（Bitsch 等人 2017）而导致无行星生长。实际上，使用该方法形成大质量行星需要将很大一部分重元素放入卵石中（Zpeb/Ztot = 0.9）。所得的质量函数显示出大量巨行星而缺乏海王星质量行星，而根据观测后者是丰富的。为克服此问题，我们将行星大气的内部结构计算纳入模型。这导致了海王星质量行星的形成，但没有可观测的巨行星。最终降低行星包层的不透明度能更好地匹配观测。我们得出结论，要对再现观测结果，对行星大气内部结构的建模是必要的。