原行星盘中硅酸盐升华前沿附近的行星形成与迁移

越来越多在短轨道周期新探测到的系外行星引发了关于其形成与迁移历史的问题。开普勒任务的关键结果之一，即 F、G、K 和 M 星行星出现率随轨道周期增加直至 10 天，带来了需要解释的特定谜题。我们研究了年轻类太阳恒星原恒星盘尘升华前沿附近的行星形成与迁移条件。为此分析，我们使用迭代二维辐射流体静力盘模型，其中包含恒星辐照，以及取决于局地温度和蒸气压的尘埃升华与沉积。我们通过改变磁化湍流起始温度、吸积应力、尘埃质量分数和吸积率进行参数研究。我们的模型具有纯气体内盘、始于约 0.08 au 的硅酸盐升华前沿与尘埃边缘、具有相应密度跳变的电离转变区，以及位于约 0.12 au 处作为卵石陷阱的压力极大。迁移力矩图显示，地球质量和超级地球质量行星在我们的模型盘中停滞于 10 至 22 天的轨道周期。这些周期与多行星系统中最内侧行星的推断位置以及开普勒样本中 10 天处行星出现率的转折都吻合良好。特别是，小颗粒耗尽的模型产生位于 10 天轨道周期的陷阱，而小颗粒丰度更高的模型呈现约 17 天轨道周期的陷阱。雪线位于 1.6 au，接近巨行星出现率峰值处。我们得出结论，尘埃升华区对于形成近距行星至关重要，尤其在考虑紧密堆积的超级地球系统时。