小石の降着と惑星と惑星の衝突により、複数の遠方の巨大惑星の大量成長を促進

この学説では中心星から３０AUで集積を始めた原始惑星は質量を増やしながら３AU付近までマイグレーションして地球の100倍の重さのガス惑星になる。以下、機械翻訳。
小石の降着と惑星と惑星の衝突により、複数の遠方の巨大惑星の大量成長を促進
2020年6月11日に提出
初期のガスディスクフェーズで高い多重度と大きな軌道距離を持つ巨大な惑星を形成するための小石駆動の惑星形成シナリオを提案します。N体シミュレーションを実行して、内部の粘性加熱領域と外部の恒星照射領域を持つディスク内の低質量原始惑星の成長と移動を調査します。このモデルの重要な特徴は、巨大な惑星コアが小石の付着と惑星と惑星の衝突の組み合わせによって急速に成長することです。その結果、ガスの付着が加速します。効率的な成長により、惑星は急速なタイプIの移行から遅いタイプIIの移行に早く移行し、内向きの移行を大幅に減らします。複数の巨大惑星がこのようにして、準主軸の増加に伴って順次形成されます。単一の惑星の成長の場合と比較して、多数の原始惑星を考慮に入れると、質量の成長と軌道保持の両方がより顕著になります。やがて、数個の巨大惑星が形成され、軌道距離が数AUから数十AUになる原始惑星の誕生後の1.5 − 3百万年。結果のシミュレートされた惑星個体群は、円盤観測で示された下部構造だけでなく、半径方向速度およびマイクロレンズ調査で観測された大軌道距離外惑星にリンクすることができます。

図1.単一の原始惑星の成長軌道（質量対半長軸）
純粋に恒星を照射したディスク（破線）と、内側の粘性加熱領域と外側の恒星照射領域（固体）。
一点鎖線と一点鎖線は小石分離マスと純粋に恒星を照射したディスクのギャップ開口部の質量。 最初の場所
原始惑星の10 AU（赤）、30 AU（= rtran、黄色）、60AU（青）。 原始惑星の初期質量は0.05M⊕と仮定されています。
小さな円は1百万年ごとにマークし、大きな円はディスクを示します　5 百万年の進化時間。 特定の成長トレースについては、これらの円と
惑星はめったに成長したり移動したりしないので、ドットは互いに重なります　3−4百万年 対応する移行マップは、図A1で参照できます。
比較。


図2. 15 M 0.05の惑星質量（左上）、半長軸（左下）、離心率（右上）、傾斜（右下）の時間変化
原始惑星。最初は16 AUから43 AUに分布し、相互に15RH離れています。 灰色の線は、Mp ＜Mgap、一方、色付きの線は、Mp> Mgapで形成される巨大惑星を表しています。 円と三角形は、それぞれ衝突と排出を示します。 厚い
シアンの線は遷移半径で、黄色の破線は、比較のために単一の0.05M⊕原始惑星の成長と移動を表しています。 複数、広軌道の巨大惑星は、1.5−3 百万年後に効率的に形成できます。


図3. Sectでのパラメータ研究のための巨大惑星形成の質量と準主軸の散布図。 4.基準、アイスライン、高ストークス
数、高円盤乱流、低小石フラックス、高速ガス枯渇のケース　黒い円、赤い三角形、オレンジ色の正方形、紫色のひし形で示されています
シアンの六角形と青い星。 多重度が高く、軌道距離が大きく、形成時間が短い巨大惑星は、より可能性が高い
それらが遷移半径の近くで生まれたときに形成するために、ディスクはより乱流、小石のストークス数が低く、小石フラックスが高い
および/またはディスクガスの除去が遅くなります。


図4. 30個の0.05M⊕原始惑星の惑星質量（上）と準長軸（下）の時間変化。
16 AUから43 AUまで、7.5RHの相互分離。 灰色の線
Mp <Mgapで惑星を表し、色付きの線はMp> Mgapで形成される巨大惑星を表します。 円と三角形は、それぞれ衝突と排出を示します。 太いシアンの線は遷移半径です
黄色の破線は単一の成長と移行を表します
比較のために0.05M⊕の原始惑星。 図2と比較して、原始惑星の数は巨人の形成の全体的な特徴を変えません
惑星。


図A1。 上：関数としてのガス表面密度とディスク温度
ディスク半径の。 下：Iの関数としての移行係数fI
惑星質量とディスク半径。 赤（青）は移行が外側（内側）であることを示し、黒い線はトルクがゼロの場所を示し、
シアンの線は、遷移半径rtranの位置です。 最適な質量
式で （12）粘性加熱領域で外向きに移動する惑星の場合
灰色の破線で示されています。 採用されているディスクパラメータはαg= 10-2です。
αt= 10-4、M˙g = 10−7 M年−1。 この図ではタイプのみ
私は移行係数が提示され、タイプIIへの移行は
惑星はギャップを開く質量に近づき無視されます。