巨碰撞形成的行星系统的轨道结构：恒星质量依赖性

近期的系外行星巡天揭示，对于太阳型恒星，近距超级地球普遍存在，且其中许多位于多行星系统中。这些系统比太阳系的类地行星系统更为紧凑。然而，关于低质量恒星周围此类行星形成的理论研究甚少。在标准模型中，类地行星形成的最后阶段是巨碰撞阶段，原行星在此阶段相互引力散射并碰撞，进而演化为稳定的行星系统。我们研究了恒星质量对巨碰撞形成的行星系统构型的影响。我们围绕质量为0.1至2倍太阳质量的恒星开展了N体模拟。利用原行星的孤立质量，我们将初始原行星分布于距中心恒星0.05–0.15 au处，并追踪最内侧原行星200百万轨道周期的演化。我们发现，对于给定的原行星系统，行星质量随恒星质量减小而增大，而行星数目减少。轨道偏心率与倾角以及相邻行星的轨道间距随恒星质量减小而增大。这是因为随着恒星质量减小，行星散射的相对强度变得更加有效。我们还利用最小质量系外星云模型讨论了宜居带内形成行星的性质。