减缓巨行星的 II 型迁移以匹配观测数据
地球与行星天体物理
2018-09-24 v3
摘要
视向速度巡天得到的系外行星系统中巨行星的质量与半长轴分布显示，超木星质量行星在 > 1 au 处堆积，而木星/亚木星质量行星则从 ~0.03 au 广泛分布至 1 au 以外。这一特征尚未被理论预测所解释。为调和此不一致，我们通过比较巨行星的迁移、增长时标与盘寿命，并进行种群合成模拟，利用 Kanagawa 等人（2018）提出的新型 II 型迁移公式研究巨行星的演化。经典迁移模型假定巨行星在原行星盘中打开清晰间隙，且行星迁移与盘气体吸积绑定；近期高分辨率模拟表明，开隙行星的迁移与盘气体吸积脱钩，Kanagawa 等人（2018）提出 II 型迁移速度无非是间隙中盘气体表面密度降低后的 I 型迁移速度。我们表明，若如近期 MHD 模拟所提示的那样盘吸积由盘风驱动，使用该新公式时超木星质量行星的 II 型迁移显著减缓。种群合成模拟显示，超木星质量行星留在 > 1 au 处，无需盘光蒸发等任何额外成分。因此，若新公式被证实且风驱动盘吸积占主导，则巨行星在 > 1 au 处堆积之谜将在理论上得以解决。
引用
@article{arxiv.1807.10871,
title = {Slowing Down Type II Migration of Gas Giants to Match Observational Data},
author = {Shigeru Ida and Hidekazu Tanaka and Anders Johansen and Kazuhiro Kanagawa and Takayuki Tanigawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.10871},
year = {2018}
}
备注
Accepted for publication in ApJ; the typos in Eq.(31) were corrected