通过乒乓散射排斥行星对

Kepler 任务揭示了靠近平均运动共振的近距行星轨道间距中一个独特的谷峰特征：在共振窄侧和宽侧分别存在不足和过剩，偏差为几个百分点。该特征有两类主要解释，一类涉及偏心率阻尼，另一类涉及与小天体的散射。在此，我们指出阻尼场景存在的几个问题，并更详细地研究散射场景。我们阐明为何散射小天体倾向于排斥两颗行星。由于小天体在能量和角动量空间中随机游走，它们按比例吸收的能量往往多于角动量。我们将此称为“乒乓排斥”，它将角动量从内行星传输到外行星，从而推开两颗行星。这样的过程即使普遍存在，也只在靠近一阶共振处留下可识别的痕迹：发散的行星对快速跨越共振并产生 MMR 不对称性。为了解释观测到的谷峰位置，所需的总散射质量约为行星质量的百分之几。此外，如果该质量主要由少数水星大小的天体主导，还可以解释由凌星时间变化推断出的行星偏心率。最后，我们提出了这些条件如何在行星形成的晚期阶段自然产生的设想。