原行星在原盘中的迁移与增长

我们研究了质量为木星级的原行星与具有合理面积比和运动粘性的原行星盘之间的引力相互作用。考察了不同的盘面密度分布。我们聚焦于与盘的潮汐相互作用及其导致的凹陷形成和行星轨道迁移。采用三种独立数值代码进行非线性水动力模拟。主要结果表明，行星轨道迁移始终向内进行，使得原行星在约10,000个初始轨道周期的特征黏性时间尺度后到达恒星附近的近圆轨道。这与原行星是否允许质量吸积无关。向内迁移有助于内部盘消失，从而消除其施加的正扭矩。我们的结果表明，靠近木星质量的行星约为5个木星质量，因为更大质量的行星获得的吸积率降低。假设某种过程（如通过磁星气洞终止内盘）阻止了迁移，那么马塞尔等人(1999)和马塞尔与拜尔特(1998)所观测到的若干近距离巨行星的质量估计及其向内轨道迁移，可通过考虑原盘-原行星相互作用来解释。最大化吸积的原行星在接近中心星时约达到4个木星质量。