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在具有死区的演化原恒星盘中类木行星的生长与迁移

天体物理学 2011-02-11 v1

摘要

类木质量行星在迁移过程中于原行星盘中的生长,是根据系外行星观测需要解决的最重要问题之一。在标准气体盘模型中,行星迁移的研究通常表明迁移速度过快,无法形成类木行星,并且此类迁移的行星核通常在不到1 Myr内坠入中心恒星。在先前的工作中,我们已证明原行星盘中一个称为死区的电离差、低粘度区域会减缓固定质量行星的迁移。在本文中,我们扩展了数值计算,将死区演化与盘演化以及通过岩石和气体物质吸积形成的行星形成过程一并考虑。使用我们的辛积分器-气体动力学代码,我们发现即使在演化盘中迁移行星通过吸积生长,死区仍然在拯救行星系统中起着基础性作用。我们证明,对于质量是最小质量太阳星云(MMSN)十倍且具有不透明度降低且未人为减慢迁移的盘,类木行星在2.5 Myr内形成。我们的模拟表明,初始质量与MMSN相当的原始行星盘仅能产生海王星质量的行星。我们还发现,在寡头星子吸积情景中,行星迁移对核吸积的帮助并不像在失控吸积情景中预期的那样大。因此,我们预计即使对于迁移的原行星,也需要不透明度降低(或其他机制)来解决形成时间尺度问题,只要考虑寡头生长。我们还指出了死区在解释长寿命、强吸积气体盘方面的可能作用。

关键词

引用

@article{arxiv.0809.3749,
  title  = {The Growth & Migration of Jovian Planets in Evolving Protostellar Disks with Dead Zones},
  author = {Soko Matsumura and Ralph E. Pudritz and Edward W. Thommes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0809.3749},
  year   = {2011}
}

备注

16 pages, 15 figures, accepted for publication in ApJ