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搅动尘埃:过渡盘中晕状尘埃云的动力学模型

太阳与恒星天体物理 2015-05-28 v1

摘要

少数年轻恒星体显示出光学薄尘埃的晕状结构迹象。这种晕或环面位于恒星数AU之内,但其起源尚不清楚。动力学激发的小行星体云通过碰撞最终形成尘埃,可能会产生这样的结构。动力学激发的原因可能是一个或多个行星。本研究调查了向内迁移的行星在动力学散射小行星体时,是否可能是观测到结构的原因。如果该机制是起因,则观测到的晕状结构可用于推断这些系统中行星的存在。我们给出了由于小行星体与迁移行星之间的动力学相互作用而达到的最大倾角的解析估计。使用辛积分器模拟了迁移行星对小行星体群的影响。研究发现,向内迁移的行星只有当物质位于偏心轨道上时,才能将其遇到的物质散射到高倾角轨道。这种偏心轨道可能是共振俘获和偏心率泵浦的结果。模拟表明,对于特定范围的迁移率和行星质量,共振俘获结合行星迁移确实会导致小行星体进入偏心轨道,随后被散射到高倾角轨道。计算了由此产生的尘埃尺寸分布以确定总质量和光学深度,发现其与观测结构吻合得相当好。由向内迁移的行星引起的小行星体的动力学散射,随后这些小行星体被研磨成尘埃颗粒,似乎是对推断出的环星尘埃云的一个有希望的解释。需要进一步研究以确定是否可以利用晕来推断行星的存在。

关键词

引用

@article{arxiv.1105.5328,
  title  = {Stirring up the dust: A dynamical model for halo-like dust clouds in transitional disks},
  author = {Sebastiaan Krijt and Carsten Dominik},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1105.5328},
  year   = {2015}
}

备注

14 pages, 6 figures