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原行星盘中的共振俘获 I:共面系统

天体物理学 2009-06-23 v2

摘要

平运动共振 (MMRs) 可能在原恒星气体盘的寿命期间及之后发挥重要作用。我们研究了包含两颗处于圆形轨道且靠近或小于 2:1 共振的巨行星的行星系统的动力学演化和稳定性。我们发现,通过使外行星向内迁移,两颗行星可被俘获至 2:1、5:3 或 3:2 MMR。我们对约 1000 个系统进行了直接数值积分,这些系统中的行星最初被锁定在上述某一共振中,并演化长达约 10710^7 年。我们发现,最终变得不稳定的系统的偏心率分布与观测到的系外行星吻合良好。接下来,我们积分了约 500 个双行星系统,其中外行星被驱动持续向内迁移并共振俘获内行星;系统演化直至出现不稳定性或行星抵达恒星。我们发现,虽然 5:3 共振在迁移下迅速变得不稳定,但 2:1 和 3:2 共振非常稳定。因此,如果在 2:1 以内更近的共振中缺乏观测到的系外行星这一现象持续成立,它可能是行星形成过程的原始特征。

关键词

引用

@article{arxiv.0801.1926,
  title  = {Resonance Trapping in Protoplanetary Disks. I. Coplanar Systems},
  author = {Aaron T. Lee and Edward W. Thommes and Frederic A. Rasio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0801.1926},
  year   = {2009}
}

备注

10 pages, 8 color figures. Accepted to the Astrophysical Journal. v2 - Added new figure, reflects accepted version