嵌入气态盘中的巨行星对的轨道演化 II：土星-木星构型

我们进行了一系列高分辨率（1024 X 1024）流体动力学模拟，以研究嵌入气态盘中的土星-木星对的轨道演化。本研究通过探索不同的轨道构型——木星位于土星外侧（q<1，其中q= M_i/M_o为内行星与外行星的质量比），扩展了我们先前工作的结果。我们重点关注两行星之间不同初始间距以及盘的各种表面密度分布（其中 \sigma \propto r^{-\alpha}）的影响。我们还比较了行星对不同轨道构型的结果。我们的结果表明：（1）当初始间距相对较大（d>d_{iLr}，其中d_{iLr}是木星与其第一内林德布拉德共振之间的距离）时，两行星经历发散迁移。然而，当木星压缩土星所在的内部盘时，土星的内向迁移可能会停止。（2）当初始间距较小（d<d_{iLr}）且盘的密度斜率近于平坦（\alpha<1/2）时，发生收敛迁移。当两行星被捕获进入平均运动共振时，土星受木星迫使向内迁移，且土星可能非常接近中心恒星。（3）在q<1的情况下，土星的偏心率可被MMR激发至极高值（e_{S}~0.4-0.5），且系统可保持稳定。这些结果解释了外行星比内行星质量更大的系外行星系统中MMR的形成。它也有助于我们理解经历高偏心率轨道的“热木星/热土星”的起源。