类地天体的结构：撞击加热、共转极限与 synestias

在吸积过程中，类地天体达到广泛的热状态和旋转状态，并伴随物理结构（大小、形状、压力和温度分布等）的显著变化。然而，在大多数岩石行星形成与演化的研究中，结构的变化被忽视了。在此，我们提出一个新代码 HERCULES，它将行星的平衡结构求解为一系列重叠的等密度球体。利用 HERCULES 和一个光滑粒子流体动力学代码，我们表明类地天体展现出极其多样的形态。对于任何旋转行星体，都存在一个热极限，超过该极限时赤道处的旋转速度将与开普勒轨道速度相交。超过此共转极限（CoRoL）后，炽热的行星体形成一种结构，我们将其命名为 synestia，其具有一个共转的内区连接一个盘状的外区。通过分析巨型撞击的计算和行星形成模型，我们表明典型的岩石行星在吸积过程中会多次大量汽化。对于成长中行星的预期角动量，很大一部分撞击后天体将超过 CoRoL 并形成 synestias。吸积过程中炽热旋转状态的普遍出现对行星形成和最终行星的性质有重要影响。特别是，撞击后天体的结构影响了控制吸积、核形成和内部演化的物理过程。Synestias 也导致了卫星形成的新机制。最后，类地天体可能结构的多样性也扩展了岩石系外行星的质量-半径范围。