中文

太阳系可能在低粘性盘中形成:从巨行星迁移到Nice模型的动力学研究

地球与行星天体物理 2024-07-01 v1

摘要

在低粘性原行星盘(PPD)的背景下,太阳系的形成场景需要重新审视。特别是, Jupiter-Saturn对被证实会在向内迁移时锁定2:1共振,使得Grand Tack场景不可能。我们探讨了在低粘性盘中多个巨行星可以形成哪些共挻链,以及这些配置能否在气体盘消散后演化为太阳系。我们使用水动力学模拟研究了在粘性 α=104\alpha=10^{-4} 的盘中巨行星的迁移。在向气体无配置过渡后,我们通过使用rebound进行N体模拟来研究所获得共挻链在与剩余行星体盘相互作用下的稳定性。对于较低粘性,巨行星打开的间隙更宽更深,减弱了盘的阻尼效应,从而削弱了共挻链。经过大量配置的探索,我们发现五个由四个或五个行星组成的稳定共挻链。对于薄型PPD,四个巨行星会恢复其迁移并向外迁移。在盘消散后,受剩余行星体带的影响,一些共挻链会发生不稳定相位,而另一些则平稳迁移超过十亿年。对于我们三条共挻链中的三条,约有1%的最终配置通过四项准则才能匹配太阳系。最成功的运行是在冷型PPD中获得的,具有大质量的行星体盘。这项工作提供了从原行星盘阶段到巨行星不稳定相位的太阳系巨行星动力学历史的完整一致性研究。尽管在低粘性盘中构建共挻配置较难,但我们发现可能从冷型、低粘性原行星盘中再现太阳系。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.20075,
  title  = {The Solar System could have formed in a low-viscosity disc: A dynamical study from giant planet migration to the Nice model},
  author = {Philippine Griveaud and Aurélien Crida and Antoine C. Petit and Elena Lega and Alessandro Morbidelli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.20075},
  year   = {2024}
}

备注

13 Pages, 13 Figures, Accepted for publications in A&A