通过共振链将行星推入内腔
地球与行星天体物理
2021-04-14 v2
摘要
背景。系外行星的轨道分布表明,在紧凑系统中存在大量靠近宿主恒星的超级地球尺寸行星的聚集。若假定其形成采用向内盘驱动迁移情景,这些行星可能已被阻挡并停泊在盘的内边缘,或被共振链推过盘内腔。该课题尚未得到恰当而广泛的研究。利用数值模拟,我们探究了共振链中的内侧行星被外侧行星推入盘内腔的可能性。我们对嵌入新生盘中的行星系统进行了流体动力学与N体模拟。盘的内边缘以两种不同方式表示,分别类似死区内边缘(DZ)或盘内边界(IB)。主要区别在于表面密度剖面的陡峻程度。最内侧行星质量恒为10 M Earth,附加外侧行星质量相等或更高。较陡的剖面比较缓的剖面能更有效地阻挡行星链。我们DZ模型中的最终构型通常比IB对应模型更紧密,因而更易失稳。我们基于功率平衡推导了阻挡条件的解析表达式,并表明最终偏心率源于力矩平衡。对于较薄盘中的行星,我们首次在流体动力学模拟中发现超稳定天平动的明显迹象,导致非常紧凑的系统。我们还发现,流行的N体模拟可能高估了盘内腔中的行星数量。
引用
@article{arxiv.2102.08612,
title = {Pushing planets into an inner cavity by a resonant chain},
author = {S. Ataiee and W. Kley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.08612},
year = {2021}
}
备注
22 pages (including appendices), Accepted for publication in A & A