论特洛伊行星的生长与稳定性

我们研究了在原行星盘中形成并随后吸积气体成为气态巨行星的那些低质量特洛伊行星的稳定性。我们计算了它们在气体盘消散前、消散期间和消散后的演化。使用二维流体力学代码结合 N体求解器来演化盘和行星系统。通过假设盘质量的全局指数衰减，以简单的方式模拟气体盘的消散，导致在半长轴从初始值大约减半后迁移停滞。我们考虑了具有不同初始质量和气体吸积率的特洛伊行星对，以及具有不同质量和粘度的气体盘模型。使用适应于模拟盘力的 N体代码来检查大规模迁移和极短周期特洛伊行星的形成。对于我们在流体力学模拟中考虑的行星对和盘模型的每种组合，每个特洛伊系统在盘消散前、消散期间和消散后都保持稳定。使用 N体模拟测试了这些系统在无气体情况下的长期稳定性，所有系统在等于 10^9 年的演化时间内均保持稳定。在所有情况下，偏心率保持较低（e<0.02）。围绕 L4/L5 拉格朗日点的天平动振幅随着向内迁移而增加，并且在超大规模迁移期间，特洛伊系统可能会在盘消散开始之前被破坏。特洛伊行星对在快速 I型迁移期间、在伴随气盘中缝隙形成的向 II型迁移过渡期间，以及在盘消散时的气体损失期间表现出的稳定性表明，孤立的特洛伊行星系统非常稳定。如果存在形成它们的共同机制，我们建议它们可能很容易在自然界中被观测到。