利用早期太阳系中缝隙处的尘埃过滤探测原太阳盘
地球与行星天体物理
2019-07-19 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
木星和土星形成较早,在气体盘消散之前。存在开缝行星会影响气体和嵌入固体的动力学,并阻止大于某一尺寸的颗粒向内漂移。漂移屏障可以解释在内太阳系吸积的原始天体起源的球粒陨石中缺乏富钙铝包体(CAIs)的现象。我们采用跨学科方法,使用 -X 射线荧光扫描仪在普通球粒陨石 NWA 5697 中搜寻大型 CAIs,并使用扫描电子显微镜搜寻小型 CAIs。我们进行了包含气体、尘埃和行星的长期二维模拟,以在黏性 盘框架内表征颗粒的输运,探索了孤立木星、原位木星和土星,或处于 3:2 共振的木星和土星等情形。在每种情况下,我们都发现了临界颗粒尺寸,高于该尺寸时漂移停止,其取决于盘中的物理条件。根据实验室搜寻,我们发现了四个 CAIs,最大尺寸约为 200m。结合模型与数据,我们对木星位置处的 黏滞系数和表面密度的上限给出了估计,使用关于 CAI 向内输运期间恒星吸积率的合理假设,并假设角动量输运仅通过黏性效应发生。此外,我们发现土星处于 3:2 共振时的复合缝隙结构有利于大于当前在普通球粒陨石中探测到的 CAIs 的颗粒向内输运。
引用
@article{arxiv.1903.12274,
title = {Probing the Protosolar Disk Using Dust Filtering at Gaps in the Early Solar System},
author = {Troels Haugbølle and Philipp Weber and Daniel P. Wielandt and Pablo Benítez-Llambay and Martin Bizzarro and Oliver Gressel and Martin E. Pessah},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.12274},
year = {2019}
}
备注
16 pages, 10 figures, updated to match published version in Astrophysical Journal