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冷矮星周围的小行星:M矮星周围超级地球的增强形成效率

地球与行星天体物理 2023-08-02 v2

摘要

当前按恒星质量测量的行星族群显示出三个看似矛盾的标志:近距超级地球在M矮星周围比FGK矮星更普遍;内超级地球与外巨行星相关;外巨行星在M矮星周围比FGK矮星更少见。在此,我们构建一个简单框架,将星子吸积理论与原行星盘中尘埃质量的测量相结合,以调和所有三个观测。首先,我们表明较冷恒星在短轨道周期下将星子转化为行星核的效率更高。其次,当盘质量足以在5 AU处形成重核时,有足够多的尘埃向内漂移以组装内行星,从而建立内行星与外巨行星之间的相关性。最后,尽管不同质量恒星在长轨道周期下转化星子为核的能力相似,但较热恒星更可能拥有质量大得多的尘埃盘,从而使巨行星出现率随恒星变热而上升。我们的结果在盘吸积率遵循M˙108Myr1(M/M)2\dot{M}_\star \sim 10^{-8}\,M_\odot\,{\rm yr}^{-1}(M_\star/M_\odot)^2的广泛参数空间内成立。我们预测迷你海王星族群(但不一定是类地行星)在轻于0.30.5M\sim 0.3-0.5 M_\odot的恒星周围会减少。冷巨行星(\gtrsim5 AU)若存在,应仍与内行星相关,即使在较低质量恒星周围也是如此。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.00803,
  title  = {Small Planets Around Cool Dwarfs: Enhanced Formation Efficiency of Super-Earths around M dwarfs},
  author = {Yayaati Chachan and Eve J. Lee},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.00803},
  year   = {2023}
}

备注

accepted to ApJL