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偏心行星诱发的原行星盘宽尘埃间隙:质量-偏心率简并性

地球与行星天体物理 2021-12-08 v2

摘要

嵌入原行星对其原生盘的潮汐扰动被广泛归因为金牛座 T 型星周围原行星盘亚毫米图像中间隙-环结构之因。此过程的数值模拟已被用于提出特征尘埃间隙宽度/间隙-环距离相对于行星质量的标度关系。将此类标度应用于分析观测间隙样本,得到数地球至木星质量范围内丰富假想行星群的连续质量分布。相反,传统的核吸积行星形成场景预测双峰质量函数,原因在于 1) above \sim20 地球质量时失控气体吸积的开始,以及 2) 间隙打开引起的吸积抑制。本文考察偏心行星潮汐扰动所致尘埃盘响应,作为此悖论的可能解决。基于模拟气体与尘埃分布,我们显示小偏心率海王星质量行星的间隙-环间距可能变得与圆轨道土星质量行星所诱发者相当。此简并性或可消除理论双峰质量分布与观测连续间隙宽度分布间的差异。尽管存在行星-盘相互作用的阻尼,适度偏心率仍可在相对厚盘的外区维持,或通过多颗超级地球间的共振激发维持。此外,小偏心率行星诱发的环状尘埃分布即便在低粘度环境中也是轴对称的,与 ALMA 图像中涡流的稀少一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.03333,
  title  = {Wide Dust Gaps in Protoplanetary Disks Induced by Eccentric Planets: A Mass-Eccentricity Degeneracy},
  author = {Yi-Xian Chen and Zhuoxiao Wang and Ya-Ping Li and Clément Baruteau and Douglas N. C. Lin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.03333},
  year   = {2021}
}

备注

13 pages, 7 figures, ApJ in press