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平流流对气体吸积并非如此剧烈的影响

地球与行星天体物理 2024-07-10 v3

摘要

超级地球和迷你海王星是已发现的最常见系外行星类型,但其形成物理机制仍有争议。在标准气体富环境下的核吸积模型中,典型的迷你海王星质量行星会在底层盘气体消散前膨胀为木星。近期有研究提出,原行星盘向形成中的气体包层注入熵可作为延缓这种失控吸积的机制,尤其在短轨道距离处。在此,我们通过将气体再循环流纳入具有更真实状态方程、不透明度以及平流流热态的数值一维热力学模型,重新评估了这一推理。在0.1 AU处,我们发现平流流仅当能穿透至行星引力影响球约0.25以下时才能产生迷你海王星。否则,气核质量比(GCR)会达到约10%以上,过大而无法解释迷你海王星的实测性质,这就需要如晚期核组装等其他限气过程。熵平流对气体吸积的影响在0.1 AU之外进一步减弱。我们给出了GCR与平流流穿透深度之间更新的标度关系,其随轨道距离、核质量以及含尘与无尘不透明度非平凡变化。我们进一步展示了如何利用未来仪器(如Nancy Grace Roman Space Telescope)对~1 AU之外行星质量分布的测量来消除气体贫乏行星不同形成条件间的歧义。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.06013,
  title  = {The Not-So Dramatic Effect of Advective Flows on Gas Accretion},
  author = {Vincent Savignac and Eve J. Lee},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.06013},
  year   = {2024}
}

备注

18 pages, 9 figures. Accepted to ApJ