TOI-216：对行星迁移的共振约束

TOI-216 是一对近距行星，其轨道深处于 2:1 平运动共振中。内侧的海王星级行星（TOI-216b）位于约 0.12 au 处（轨道周期 $P_{\rm b} \simeq 17$ d），具有显著的轨道偏心率（$e_{\rm b} \simeq 0.16$）和共振下的大振幅天平动（$A_\psi \simeq 60^\circ$）。外侧行星（TOI-216c）是一颗在近圆轨道上运行的气态巨行星。我们进行了原行星气态盘中行星迁移的 $N$ 体模拟，以解释 TOI-216 行星的轨道配置。我们发现，TOI-216b 的迁移必须在其当前轨道半径附近停滞，以允许两行星向共振内进行收敛迁移。对于推断的阻尼与迁移时间尺度比 $\tau_e/\tau_a \simeq 0.02$，共振中的过稳定天平动导致一个具有 $A_\psi \simeq 80^\circ$ 和 $e_{\rm b}<0.1$ 的极限环。该系统可能在此配置下维持了原行星盘寿命的大部分时间。如果气态盘是由内向外移除的，这将使天平动振幅减小至 $A_\psi \simeq 60^\circ$，并通过与 TOI-216c 的共振相互作用增大 $e_{\rm b}$。我们的结果表明内侧盘的移除相对较快（$\sim 10^5$ yr）。解释大天平动振幅的另一种机制是来自（湍流）气态盘的随机扰动。为此，过稳定天平动需要被抑制，$\tau_e/\tau_a \simeq 0.05$，并且非常强烈的湍流扰动（或其他某种大随机强迫源）需要克服气体的阻尼效应。可以进行流体动力学模拟来测试这些模型。