低粘度星周盘中高行星-恒星质量比系统的新迁移模式

巨行星的迁移仍然是一个复杂的课题。尽管在高粘度星周盘方面已取得显著进展，但在低粘度环境中具有大行星-恒星质量比的行星迁移仍未被完全理解。我们研究了此类行星在 $\alpha = 10^{-4}$ 星周盘中的迁移，并推导出适用于从类太阳恒星到 M 矮星等各种恒星质量的解析公式。使用 FARGO3D 进行流体力学模拟，我们在不同的星周盘条件下探索了质量比 $10^{-3} < q < 2 \times 10^{-2}$ 的行星，并改变了气体表面密度、标高和密度斜率。我们的结果显示在 $q \approx 0.002$ 处出现迁移反转，对于 $q > 0.002$ 则发生向外迁移。对于经历向外迁移的行星，迁移速度取决于未扰动的局部气体密度。在大多数情况下，向外迁移由与低于 $e < 0.2$ 的行星偏心率相关的正力矩维持。然而，对于某些星周盘参数，$q > 0.01$ 的行星达到更高的偏心率（$0.2 < e < 0.45$），导致迁移停滞。我们的研究结果表明，向外迁移是低粘度星周盘中大质量行星的一种可行机制，这对类太阳恒星周围的超级木星行星以及极低质量恒星周围质量大于海王星的行星的形成与分布具有重要意义。鉴于探测此类行星的挑战，提高对其迁移的理论认识对于解释系外行星人口统计特征和指导未来的观测工作至关重要。