受火星和小行星带结构约束的类地行星形成

要重现地球与火星之间巨大的质量比，需要在原行星盘中1至3 AU范围内固体物质质量的大幅耗散。“大迁徙”模型调用巨行星特定的迁移历史来移除最初1 AU以外的大部分质量，并动力学激发小行星带。然而，也可以调用由气体阻力引起的小颗粒向内漂移和堆积所形成的陡峭密度梯度，正如为解释近距离超级地球的形成所提出的那样。本文我们证明，小行星带的轨道激发为太阳系的这一场景提供了一个关键约束。我们进行了一系列类地行星形成和小行星带演化的模拟，模拟从具有不同径向密度梯度的星子和行星胚胎盘开始，并包含了在近圆和共面轨道上的木星和土星。具有浅密度梯度的盘通过引力自搅动重现了小行星带的动力学激发，但形成的火星类似物质量显著大于真实行星。相比之下，面密度梯度正比于$r^{-5.5}$的盘重现了地球/火星质量比，但使小行星带处于远比真实小行星带“冷”的动力学状态。我们得出结论，没有任何盘轮廓能同时解释类地行星和小行星带的结构。小行星带必定是通过一种不同的机制被耗散和动力学激发的，例如“大迁徙”场景。