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行星系统动力学演化的半解析模型 II:应用于由行星形成模型形成的系统

地球与行星天体物理 2025-07-08 v1

摘要

近距离低质量行星的标准形成模型涉及高效的向内迁移,随后在原始行星质量盘散去后通过巨型碰撞进行增长。虽然详细的N体模拟已增进我们对其理解,但其高计算成本限制了与观测结果进行统计比较。在我们的前一工作中,我们引入了一个半解析模型来跟踪多个行星通过引力散射和巨型碰撞后的动力学演化。虽然该模型在各种初始条件下成功复现了N体模拟结果,但我们的验证仍仅限于紧凑、均匀分布的行星系统。在本文中,我们改进了该模型,以处理更为多样化的行星系统,其特征为更广泛的行星质量、半长轴和轨道分离度,并将其验证于最新的行星 population synthesis 结果。我们的增强模型准确复现了最终行星系统的质量分布和轨道结构。因此,我们确认该模型能够在广泛的行星系统结构下,预测气体盘散去后动力学演化的结果,这对于降低行星形成模拟的计算成本至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.03906,
  title  = {Semi-analytical model for the dynamical evolution of planetary system II: Application to systems formed by a planet formation model},
  author = {Tadahiro Kimura and Eiichiro Kokubo and Yuji Matsumoto and Christoph Mordasini and Masahiro Ikoma},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.03906},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 7 figures, accepted for publication in ApJ