朝向自引力盘碎裂和潮汐缩小形成天体的种群合成模型
地球与行星天体物理
2015-06-15 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
最近，巨行星和褐矮星形成的引力不稳定性(GI)模型被重新审视并重塑为通常所说的“潮汐缩小”假说。自引力原恒星盘碎裂成引力束缚的胚胎——质量从几个到几十个木星质量，半长轴大于30-40 au——随后是胚胎内部的颗粒沉降、向中心恒星的径向迁移以及胚胎上层的潮汐瓦解。最终物体的性质敏感地依赖于每个过程发生的时间尺度。因此，理论上，GI后接潮汐缩小可以产生质量范围很大的物体，从类地行星到巨行星和褐矮星。这些物体是否真的能形成，以及它们在观测到的种群中占多大比例，需要更深入的统计分析。我们提出了一个通过GI和潮汐缩小形成恒星和行星的简单种群合成模型。我们将原恒星盘演化的半解析模型与碎裂、初始胚胎质量、颗粒生长和沉降、胚胎迁移和潮汐瓦解的解析计算相结合。虽然还有一些关键的物理尚未纳入，但这代表了朝着GI和潮汐缩小作为恒星和行星形成模式的成熟统计模型迈出的第一步。我们展示了种群合成模型四次运行的结果，改变了不透明度定律和迁移强度，并研究了碎裂过程中盘截断的影响。我们的初步结果表明，GI加上潮汐缩小不是行星形成的主要模式，但仍然是在大半长轴处形成气态巨行星、褐矮星和低质量恒星的极好方式。(删节)
引用
@article{arxiv.1304.4978,
title = {Towards a Population Synthesis Model of Objects formed by Self-Gravitating Disc Fragmentation and Tidal Downsizing},
author = {Duncan Forgan and Ken Rice},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.4978},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 28 figures, accepted for publication in MNRAS