巨行星存在下的星子动力学

行星形成的标准模型解释了行星如何在单星系统未受扰动的轴对称盘中形成。然而，当其他行星胚胎开始生长时，巨行星可能已然形成。我们研究了气态盘中星子在巨行星扰动下的动力学。我们的目标是理解行星扰动对行星轨道外巨行星核形成的影响。我们计算了质量从 $10^{13}$ 到 $10^{20}$g 的星子的轨道演化，其中一颗木星质量行星位于 5.2 au。我们发现分布于 $\simeq 9$–15 au 的星子存在轨道排列，平均运动共振（MMR）位置除外。排列程度随距行星距离增大以及星子质量减小而增加。排列的轨道导致较低的相遇速度，从而生长更快。除 MMR 位置外，等质量星子的典型速度弥散为 $\sim \mathcal{O}(10)$ $\rm{m\text{ } s}^{-1}$。相对速度随距行星距离增大以及星子质量比减小而降低。当星子的偏心率矢量在气体阻力与长期扰动下达到平衡时，若两星子质量均处于质量谱较大端，则相对速度变得更低。我们的结果表明，当盘中嵌入一颗巨行星时，行星轨道外另一行星核的生长在特定位置可能被加速。