M矮星周围行星吸积的N体模拟

我们通过包含与盘气体潮汐相互作用的N体模拟，研究了M矮星周围冰线内类地行星区域中由星子进行的行星吸积。由于M矮星的低光度，宜居带位于内部区域。在靠近恒星的宜居带中，根据小轨道半径处的高盘气体密度，I型迁移和由偏心率阻尼引起的轨道衰减是高效的。在线性理论预测的I型迁移全效率情况下，我们发现迁移到主星附近的原行星会发生近距离散射和碰撞，最终有4到6颗行星保持在相互平均运动共振中，其轨道具有小偏心率，并且在盘气体衰减前后都是稳定的。在慢速迁移情况下，共振捕获非常高效，以至于约40颗紧密堆积的小原行星保持在相互平均运动共振中。在这种情况下，在盘气体衰减且由与气体潮汐相互作用引起的偏心率阻尼不再有效后，它们开始轨道交叉。通过原行星的合并，形成了数颗处于广泛分离的非共振轨道上、具有较大偏心率的行星。因此，M矮星周围类地行星的最终轨道构型敏感地依赖于I型迁移的强度。我们还发现，除非I型迁移速度比线性理论预测的降低100倍以上，否则大量水冰通过I型迁移从外部区域输送而来，并且M矮星周围内盘边缘附近的最终行星通常富含水冰，但最内层行星除外，它受到外层行星的屏蔽。