快后慢迁移再现 TRAPPIST-1 系统的质量分布
地球与行星天体物理
2022-03-14 v1
摘要
TRAPPIST-1 系统在诸多方面（如宜居性、共振关系和多行星性）都是一个标志性行星系统，因此备受关注。TRAPPIST-1 行星的质量分布具有两个特征：两颗内行星较大，且外轨道四颗行星的质量随轨道距离增大而增加。先前形成模型无法解释这些特征的起源。我们借助 N 体模拟，研究 TRAPPIST-1 系统的质量分布能否由某行星形成模型再现。我们采用考虑盘风构造的低质量恒星周围气体盘演化模型，并追踪具有隔离质量的行星胚胎（其随轨道距离增大）的生长与轨道迁移。结果发现，从初始阶段起，内轨道行星经历快速轨道迁移，且内盘边缘附近的并合生长被增强，这使得内行星能够长得更大。与此同时，与外行星相比，外轨道行星迁移更慢，且不常与邻近行星碰撞，因此维持了质量向外轨道增加的趋势，即所谓反序质量排列。最终质量分布大致符合 TRAPPIST-1 系统质量分布的两个特征。我们发现，当胚胎经历快速迁移并被困于盘内边缘附近，随后更重的胚胎以更慢速度迁移时，TRAPPIST-1 系统的质量分布可被再现。这种迁移转变在带盘风的盘演化模型中可自然实现。
引用
@article{arxiv.2201.08840,
title = {Rapid-then-slow migration reproduces mass distribution of TRAPPIST-1 system},
author = {Masahiro Ogihara and Eiichiro Kokubo and Ryuunosuke Nakano and Takeru K. Suzuki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.08840},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 5 figures, 1 table, accepted for publication in A&A, a 5-minute video summary can be found here: https://exoplanet-talks.org/talk/401