木星-土星混沌激发下的类地行星与小行星带形成
地球与行星天体物理
2023-06-16 v3
摘要
类地行星由内太阳系原行星盘中的类小行星物体吸积形成。先前研究发现,要形成小质量的火星,盘在 ~1.5 au 以外须含极少质量(即盘质量集中于该边界以内)。小行星带也承载着关于此类窄盘起源的关键信息。若干情形可能产生窄盘。然而,同时复现四颗类地行星与内太阳系性质仍难以实现。本文中,我们发现由木星-土星近共振构型对盘物体的混沌激发可造就窄盘,从而允许类地行星与小行星带的形成。我们的模拟表明,该机制通常能在 5-10 Myr 的时间尺度上耗散 ~1.5 au 以外的大质量盘。所得的类地系统复现了金星、地球与火星的当前轨道与质量。在 ~0.8-0.9 au 以内加入内区盘成分,使若干类地系统同时形成四颗类地行星的类似体。我们的类地系统还频繁满足额外约束:月球形成巨型撞击发生于中位 ~30-55 Myr 之后,由 2 au 内形成的盘物体代表的晚期撞击体,以及地球形成前 10-20 Myr 内的有效水输送。最后,我们的模型小行星带解释了小行星带的轨道结构、小质量与分类(S、C 及 D/P 型)。
引用
@article{arxiv.2208.13647,
title = {Terrestrial planet and asteroid belt formation by Jupiter-Saturn chaotic excitation},
author = {Patryk Sofia Lykawka and Takashi Ito},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.13647},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in Scientific Reports. 71 pages, 12 figures, and 5 tables