从气态盘中涌现的不稳定行星系统

超过400颗系外行星的发现使我们能够通过数值模拟，在统计上检验我们对行星系统形成与动力学的理解。传统的无气态盘多行星系统N体模拟成功再现了观测系统的偏心率(e)分布，其假设是当气态盘消散时行星系统相对紧密排列，从而在恒星寿命内变得动力学不稳定。然而，如果行星如标准行星形成理论所表明的那样在雪线之外形成，此类研究无法解释系外行星系统的小半长轴(a)。在本文中，我们对消散气态盘中三行星系统的演化进行了数值研究，并约束了同时再现观测到的半长轴和偏心率分布的初始条件。我们采用了由标准行星形成理论驱动的初始条件，并使用混合N体和一维气态盘代码自洽地模拟了盘演化和行星迁移。我们还考虑了偏心率阻尼，并研究了共旋转共振饱和对行星系统演化的影响。我们发现半长轴分布主要在气态盘中确定，而偏心率分布则在盘消散后确定。我们还发现可能存在一个最佳盘质量，能够导致观测到的a-e分布。我们的模拟产生了比观测结果更大比例的被困于平均运动共振(MMR)中的行星系统，表明盘对行星轨道的扰动对于解释观测到的MMR率可能很重要。我们还发现逆行轨道行星的出现率远低于当前对近距行星的观测所暗示的。