新一代行星族合成（NGPPS）。I. 伯尔尼行星形成与演化全局模型、模型检验及涌现的行星系统

目的。将理论模型与观测进行比较，可朝着理解行星系统迈出关键一步。然而这需要一个能够（i）预测所有必要可观测量（不仅是质量和轨道，还有半径、光度、星等或蒸发率）以及（ii）涵盖相关行星质量的巨大范围（从火星质量到超级木星）和距离（从贴星轨道到宽轨道）的模型。方法。我们基于核吸积范式开发了一个结合的全局端到端行星形成与演化模型，即第三代伯尔尼模型。该模型尽可能直接地求解气体盘结构与演化、星子动力学状态、行星内部结构（给出其星子与气体吸积率）、盘驱动轨道迁移以及通过完整 N 体计算实现的并发形成行星间引力相互作用的底层微分方程。重要的是，该模型还追踪形成后行星在 Gigayear（十亿年）时间尺度上的长期演化，包括冷却与收缩、大气逃逸、膨胀和恒星潮汐的效应。结果。为检验模型，我们将其与太阳系形成的经典情形进行比较。对于类地行星，我们发现只要初始在盘中嵌入足够多的胚胎（约 100 个），就能获得巨碰撞阶段。对于巨行星，我们发现木星质量行星必须在气体盘消散前不久吸积其核心，以防止强烈的向内迁移将其带至盘内边缘。结论。该模型能形成具有广泛性质的行星系统。我们发现仅含类地行星的系统通常秩序良好，而含巨行星的系统则无此相似性。