嵌入气体盘中的原行星的轨道演化与增长

J. C. B. Papaloizou; J. D. Larwood

doi:10.1046/j.1365-8711.2000.03466.x

嵌入气体盘中的原行星的轨道演化与增长

天体物理学 2009-10-31 v1

作者: J. C. B. Papaloizou , J. D. Larwood

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摘要

我们给出了原行星核完全嵌入薄气体盘中时线性潮汐相互作用的新计算。首次讨论了偏心率(e)显著大于气体盘标高与半径比(H/r)时核心的轨道演化。我们发现当e>1.1H/r时，轨道迁移的方向发生反转。这是由于盘中共振轨道交叉所致，而当偏心率极小时这些共振并不与轨道重叠。我们给出了偏心率阻尼率和轨道迁移率的近似拟合的简单表达式。进而我们计算了由于动力学弛豫导致原行星核系统平均偏心率增加的时间尺度。通过将偏心率阻尼时间尺度与动力学弛豫时间尺度等同，我们推导出在1au处，偏心率的阻尼与通过散射激发的激发之间在10^3至10^4年的时标上达到平衡。原行星分布的平衡厚度使得其通常很好地被约束在气体盘内。我们使用三维N体代码模拟了原行星核系统的演化，并纳入我们的偏心率阻尼和迁移率。假设碰撞导致聚集，我们发现原行星分布的垂直约束使得核心可以在约10^4年内从0.1地球质量增长到1地球质量，且位于1au以内。达到这一目标所需的时间尺度与迁移时间尺度相当。我们推导出，在轨道迁移最终将所有此类天体优先输送到中心星附近之前，不可能形成足够大质量的核心以形成气态巨行星。[摘要]

引用

@article{arxiv.astro-ph/9911431,
  title  = {On the orbital evolution and growth of protoplanets embedded in a gaseous disc},
  author = {J. C. B. Papaloizou and J. D. Larwood},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9911431},
  year   = {2009}
}

备注

Latex in MNRAS style, 13 pages with 6 figures, also available from http://www.maths.qmw.ac.uk/~jdl/

嵌入气体盘中的原行星的轨道演化与增长

摘要

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