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二进制系统中亚雪线形成的气体巨行星

地球与行星天体物理 2026-04-20 v3

摘要

气体巨行星被认为需要超过水雪线的条件才能有效构建固体核心。在接近的二进制恒星系统中,伴星的引力额外限制了稳定轨道的区域,potentially排除巨行星形成的区域。我们旨在识别气体巨行星存在于雪线位于动力学不稳定区的二进制系统,并发展一种物理上合理的形成通道,以解释和预测这些对象的观测位置。我们分析了来自\citet{Thebault2025}的811个circumstellar二进制系统目录,识别出拥有气体巨行星(Mp0.15MJupM_p \geq 0.15\,M_\mathrm{Jup})且雪线大于0.8ac0.8\,a_c的系统。我们将其金属化学和离心率分布与背景population进行比较,用MESA模型雪线的演化,并拟合observed行星semi-major轴与\tcite{Pichardo2005}的潮汐截断半径之间的线性关系。在393个气体巨行星主机中,我们识别出17个雪线位于动力学不稳定区的系统。它们的金属化学和离心率分布与背景population一致。我们提议,位于protoplanetary盘潮汐截断半径附近形成的dust trap可以解释亚雪线巨行星的形成。观察到的行星位置遵循 aplanet=(0.569±0.05)rta_\mathrm{planet} = (0.569 \pm 0.05)\,r_t (R2=0.94R^2 = 0.94),实现了基于系统的预测能力。进化系统偏离此关系,独立支持这些案例的second-generation行星来源。由恒星伴星对protoplanetary盘的潮汐截断提供了二进制系统中亚雪线气体巨行星形成的自然机制。该经验关系产生了可测试的预测,用于缺乏直接轨道测量的二进制系统的离心率。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.17955,
  title  = {Sub-Snowline Formation of Gas-Giant Planets in Binary Systems},
  author = {Ilay Kamai and Hagai B. Perets and Jakob Stegmann and Evgeni Grishin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.17955},
  year   = {2026}
}

备注

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