原行星在行星盘中的橄榄式生长
地球与行星天体物理
2025-04-09 v1
摘要
在标准的行星形成情景中,假设行星粒子在整个原行星盘中形成,并在径向方向上均匀分布,除雪线外。已基于此假设研究行星粒子的生长,橄榄式生长模型广受接受。然而,最近的气体和尘埃演化模拟显示,行星粒子仅在径向受限位置形成——例如在气压浦峰和雪线——并集中在类环状区域。当行星粒子分布在类环状区域时,散射的行星粒子会从环边溢出,导致行星粒子扩散。为考察在扩张行星粒子环中进行的原行星生长,我们进行了一系列 -body 模拟。在所有模拟中,原行星生长可被橄榄式生长准确解释,而环宽由于行星粒子的散射而扩张。巨型原行星倾向于在环中心形成,远离环中心处形成的原行星质量小于环中心处的原行星。规模化轨道分离度既不取决于初始环宽,也不取决于总质量,与基于橄榄式生长模型和扩散行星粒子分布的估计相符。扩张后行星粒子环的宽度不取决于其初始宽度,但取决于其总质量。原行星的最大质量强烈取决于总环质量,弱于其初始宽度。
引用
@article{arxiv.2504.05667,
title = {Oligarchic growth of protoplanets in planetesimal rings},
author = {Yuki Kambara and Eiichiro Kokubo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.05667},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in ApJ. 15 pages, 18 figures