“大转向”情景中的水输送与巨型撞击
地球与行星天体物理
2014-07-15 v1
摘要
一种新的类地行星形成模型（Hansen 2009, Walsh et al. 2011）探索了截断原行星盘中的吸积过程，发现这种构型能够重现太阳系中行星的质量分布，特别是地球/火星质量比，而早期的模拟通常无法匹配这一比例。Walsh 等人测试了一种截断圆盘的可能机制——木星和土星的两阶段先向内后向外迁移，这在众多巨行星形成的流体动力学模拟中均有发现。除了截断圆盘并产生更真实的地球/火星质量比外，巨行星的迁移还用小行星带填充了两个不同的天体群——内带由源自 3 AU 以内的天体填充，外带由源自巨行星之间及之外的天体填充（下文称为“原始”天体）。我们发现，行星将从在行星形成期间被散射到穿越行星轨道的原始星子中吸积其总质量的约 1-2%。假设原始星子的水质量分数为 10%，该模型输送的水总量与目前估计的地球水量相当。虽然行星质量的径向分布及其轨道的动力学激发与观测系统吻合良好，但我们发现最后一次巨型撞击通常早于 20 Myr，且在该事件之后吸积了大量质量。然而，在所有模拟中形成的 27 颗质量大于半个地球质量的行星中，有 5 颗确实经历了巨大的晚期撞击，随后的吸积过程与月球形成撞击的定年以及该事件后地球吸积的质量估计值一致。
引用
@article{arxiv.1407.3290,
title = {Water Delivery and Giant Impacts in the 'Grand Tack' Scenario},
author = {David P. O'Brien and Kevin J. Walsh and Alessandro Morbidelli and Sean N. Raymond and Avi M. Mandell},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.3290},
year = {2014}
}