引力不稳定性形成的行星的快速向内迁移

大质量系外行星在其宿主恒星远距离处的观测（如 HR 8799 系统）对行星形成理论提出了挑战。一种可能的形成机制涉及大质量自引力盘碎裂成团块。虽然碎裂的条件已被广泛研究，但对这些巨行星胚胎的后续演化，尤其是它们预期的轨道迁移，所知甚少。假设一颗行星已通过碎裂形成，我们研究它与所处引力湍流盘的相互作用。采用二维流体动力学模拟，并辅以简单的盘冷却方案。首先建立一个稳态的引力湍流盘，然后重启模拟，加入一颗质量范围大致等于碎裂盘中预期团块初始质量的行星。尽管存在由湍流密度涨落引起的随机扰动，行星仍快速向内迁移。我们表明，迁移时标本质上属于 I 型迁移时标，行星没有时间打开间隙。在形成位置盘纵横比约为 0.1 的盘中，质量与木星相当或更大的行星可在短至 10000 年内（即在 100 AU 处约 10 个轨道周期）完成迁移。因此，由引力不稳定性在远离恒星处形成的大质量行星不太可能停留在原地，无论行星质量如何，都应快速向原行星盘内部迁移。