论超级地球的形成及其对太阳系的启示

我们首先考虑原行星盘中的湍流水平如何影响系外行星系统中观测到的近距离超级地球的形成位置。我们发现，包含死区（低湍流区域）的原行星盘在盘内部含有大量更多的物质，可能允许原位形成。为使死区持续盘的整个寿命，要求活跃层表面密度足够小，<100 g/cm^2。通过死区的迁移可能非常缓慢，因此超级地球形成后通过死区向恒星迁移的可能性较小。对于完全湍流的盘，没有足够的物质用于原位形成。然而，在这种情况下，超级地球可以在盘更外侧形成并在合理的时间尺度上向内迁移。我们认为这两种形成机制在不同的行星系统中运作。这有助于解释观测到的超级地球密度的巨大范围，因为形成位置决定了成分。此外，我们推测超级地球可能在我们太阳系内部形成并清除了水星轨道内侧区域的物质。如果盘在最终气体盘吸积过程中足够冷，这些超级地球可能通过气体盘迁移并落入太阳。虽然满足所有这些要求绝对是可能的，但我们不期望它们在所有系统中发生，这或许解释了为何太阳系在缺乏超级地球方面有些特殊。