偏心轨道低质量行星周围的动态原大气
地球与行星天体物理
2020-08-19 v1
摘要
原行星嵌入气态原行星盘时能够吸积原始大气。原大气的形成与结构受行星-盘环境和轨道效应的影响。特别是当行星处于偏心轨道时,它们相对于气体的速度可以超过声速。这些行星产生剥离大气的弓激波。我们通过辐射流体力学模拟研究了偏心轨道低质量行星上的原大气。利用气体和尘埃的列表不透明度,建立了原大气的二维辐射模型。解揭示了弓激波结构内部的大尺度气体循环。偏心轨道行星上的大气质量通常比圆轨道行星的大气质量小三到四个数量级。然而总体而言,由于通过循环流的稳定气体供应,超声速环境有利于行星保持早期稳定的大气,而非有害。我们还定量探讨了此类大气如何受行星相对于气体的速度、行星质量和背景气体密度的影响。我们的含时模拟追踪了在整个轨道中行星-盘参数变化时原大气的轨道演化。随着行星在偏心轨道上运行,大气性质表现出带有相位滞后的振荡模式。综上所述,尽管存在弓激波的剥离效应,低质量偏心轨道行星仍能保留小型原大气。这些大气始终与盘气体相连并发生相互作用。这些发现为迁移和散射对行星原大气的影响提供了重要见解。
引用
@article{arxiv.2007.04398,
title = {The Dynamic Proto-atmospheres around Low-Mass Planets with Eccentric Orbits},
author = {Chuhong Mai and Steven J. Desch and Rolf Kuiper and Gabriel-Dominique Marleau and Cornelis Dullemond},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.04398},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in ApJ (23 pages, 15 figures, 2 tables)