气体盘中受巨行星扰动的激波产生型星子
地球与行星天体物理
2018-12-14 v1
摘要
我们研究了原行星气体盘中星子因巨行星共振引起的激发。高度激发的星子产生弓形激波，其机制导致球粒形成、硅酸盐尘埃结晶以及冰质星子蒸发。位于 2:1 共振之外的星子因气体拖曳而迁移，并在约位于行星距离一半处的 3:1 共振附近获得最大偏心率。该偏心率取决于星子与类木行星的参数，如尺寸、位置以及盘的气体密度。在木星情形下，由于盘引力引起的长期共振，一个 100 km 尺寸的星子相对于气体盘的最大相对速度可达约 12 km/s。我们发现，若一颗木星质量行星位于 10 au 以内，大于 100 km 的星子会获得足够速度以引发球粒前体熔化和硅酸盐结晶。行星越大、偏心率越高，最大速度也越高。星子暂时被困于共振中，并在类木行星形成后超过 1 Myr 的时间内持续保持高速。该时长与同位素数据所暗示的球粒形成时标相符。当类木行星位于 15 au 以内时，发生冰质星子的蒸发。若探测到冰质星子抛出的某些分子，该机制可作为系外系统中行星形成的新指标。
引用
@article{arxiv.1812.05250,
title = {Shock-Generating Planetesimals Perturbed by a Giant Planet in a Gas Disk},
author = {M. Nagasawa and K. K. Tanaka and H. Tanaka and H. Nomura and T. Nakamoto and H. Miura},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.05250},
year = {2018}
}