类地行星形成期间巨碰撞产生的温暖碎屑盘

在太阳系中，被称为巨碰撞阶段的类地行星形成最后阶段，火星大小的原行星频繁相互碰撞。巨碰撞将大量物质从碰撞中的原行星抛射到类地行星区域，可能形成具有可观测红外超出的碎屑盘。事实上，已在年轻类太阳恒星周围观测到数十个温暖碎屑盘。在此，我们定量估计了巨碰撞阶段期间抛射物质的总质量。我们发现整个巨碰撞阶段总共抛射了 $\sim$0.4倍地球质量的物质。抛射物质通过碰撞级联被磨碎，直到微米级颗粒被辐射压吹走。这些抛射物质的耗尽时标主要由其中最大天体的质量决定。我们进行了巨碰撞的高分辨率模拟，以准确获取最大抛射体的质量。随后我们计算了由一系列巨碰撞产生并因碰撞级联而耗尽的碎屑盘的演化，从而得到碎屑盘的红外超出演化。我们发现，在整个巨碰撞阶段（$\sim$100 Myr），红外超出几乎总是高于恒星红外通量，并且有时在巨碰撞后立即高出 $\sim$10倍。因此，巨碰撞阶段可解释大多数观测到的温暖碎屑盘的红外超出。观测到的具有温暖碎屑盘的恒星比例表明，形成类似太阳系的类地行星的概率约为10%。