类地行星上巨型撞击的频率
地球与行星天体物理
2016-04-27 v2
摘要
类地行星形成的晚期阶段由巨型撞击主导,这些撞击共同影响了所形成的任何行星的增长、组成和宜居性。迄今为止,旨在探索这些晚期碰撞的数值模型受到限制,因其假设所有碰撞导致完美吸积,且许多此类研究缺乏解释 N 体系统混沌性质所需的大量实现。我们通过进行 280 次围绕类太阳恒星的行星形成模拟改进了这些局限,其中一半使用了最近被修改以包含破碎和撞击-逃逸(弹跳)碰撞的 N 体算法。我们发现,当包含破碎时,最终形成的行星在质量和数量上相当,然而它们的碰撞历史显著不同,且吸积时间大约加倍。我们探究了撞击类地行星的过程,并将其按比撞击能量参数化。在我们的 164 个类地行星类似物中,仅 15 个经历了足以剥离整个大气层的能量撞击。剥离约一半大气所需的能量与最近的月球形成巨型撞击模型相当。几乎所有类地行星类似物在 2 Gyr 模拟期间都受到了至少一次满足该准则的撞击,中位数为三次巨型撞击。最后一次巨型撞击的中位时间是在模拟开始后的 43 Myr,使我们得出结论:月球形成撞击的时间框架在类太阳恒星周围的行星系统中是典型的。
引用
@article{arxiv.1511.03663,
title = {The Frequency of Giant impacts on Earth-like Worlds},
author = {Elisa V. Quintana and Thomas Barclay and William Borucki and Jason F. Rowe and John E. Chambers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.03663},
year = {2016}
}
备注
Accepted for publication in ApJ