中文

源自环带的类地行星形成:考虑巨行星不稳定性的长期模拟

地球与行星天体物理 2024-04-29 v1

摘要

导致类地行星形成的过程仍不清楚。在先前的论文中,我们已证明,如果第一代微行星在约 1 AU 处的环带中形成,且气体盘的密度峰值位于环带处,则几个火星质量的行星胚胎能够生长并保持在环带内。在本研究中,我们将模拟扩展至气体盘阶段之后,覆盖 200 Myr 并考虑在不同时间发生的巨行星不稳定性阶段。约一半的模拟形成了一对金星和地球类似物,且独立地,约 10% 形成了火星类似物。我们发现,巨行星不稳定性的发生时间在统计上影响类地行星系统的激发态和最后一次大撞击的时间。因此,较晚的不稳定性(约在太阳系诞生后 60 至 100 Myr)与放射性年代测定所暗示的较晚的月球形成时间更为一致。然而,对于在 80 My 后遭受大撞击的地球大小行星,其晚期覆盖层质量(LVM:最后一次大撞击后吸积的质量)通常比地球化学推断的值低一个数量级。此外,类地行星的最终角动量赤字(AMD)往往过高。我们测试了碰撞期间碎片的产生对最终 AMD 的影响,发现其影响太小,不足以改变这些结论。我们认为,最佳情景是月球形成事件发生在 50 至 80 My 之间,可能紧随巨行星不稳定性之后。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.17259,
  title  = {Terrestrial planet formation from a ring: long-term simulations accounting for the giant planet instability},
  author = {J. M. Y. Woo and D. Nesvorny and J. Scora and A. Morbidelli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.17259},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted for publication in Icarus