巨行星不稳定性期间类地行星的脆弱性
地球与行星天体物理
2015-12-09 v1
摘要
如果巨行星经历轨道不稳定性并抛射出一个或多个冰巨星，外太阳系许多特征可在数值模拟中复现。在此不稳定性期间，木星和土星的轨道发散，穿过它们的2:1平运动共振(MMR)，这种共振穿越会激发类地行星轨道。利用该巨行星不稳定性的大量模拟集合，我们直接模拟了此过程中类地行星轨道的演化，特别关注复现外行星基本特征的系统。在保留四颗巨行星且以木星和土星位于其2:1 MMR之外的系统里，我们发现至少一颗类地行星丢失的概率至少为85%。此外，设法保留全部四颗类地行星的系统通常以比观测值更大的类地行星偏心率和轨道倾角结束。类地行星轨道具有与观测轨道相当激发程度的概率小于约5%。如果我们将外行星轨道被良好复现的概率考虑在内，我们发现内外行星的轨道构型在同一系统中同时被复现的概率仅为1%或更低。这些小概率提出了巨行星不稳定性发生在类地行星形成之前的可能性。该情景意味着巨行星不稳定性并非晚期重轰炸期的来源，且类地行星形成完成时巨行星已处于其现代构型。
引用
@article{arxiv.1510.08448,
title = {The Fragility of the Terrestrial Planets During a Giant Planet Instability},
author = {Nathan A. Kaib and John E. Chambers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.08448},
year = {2015}
}
备注
Accepted to MNRAS, 10 pages, 5 figures, 2 tables