Симуляторы объяснить гигантские экзопланеты с эксцентриком, рядом-в орбит

Как планетные системы эволюционируют, гравитационных взаимодействий между планетами может бросить некоторые из них в эксцентричных орбитах вокруг звезды хозяина, или даже системы в целом. Малые планеты должны быть более восприимчивы к этой гравитационного рассеяния, однако многие экзопланеты, газового гиганта наблюдалось с эксцентрической орбиты сильно отличаются от почти круговых орбит планет в нашей Солнечной системе.

Удивительно, планеты с высочайшим массы, как правило те, с высоким чудачества, хотя инерция большой массы должен сделать это тяжелее, чтобы сдвинуться с места от своей первоначальной орбиты. Это контр-интуитивно понятный наблюдение навело астрономов Калифорнийского университета в Санта-Крус для изучения эволюции планетарных систем с использованием компьютерного моделирования. Их результаты, сообщается в статье, опубликованной в Астрофизическом журнале писем, предлагаю решающую роль для гиганта-последствиями этап в эволюции больших масс планетарной системы, что приводит к росту столкновительной нескольких гигантских планет с орбиты.

«Гигантская планета не так легко рассыпаются на эксцентрическую орбиту как меньшие планеты, но если есть несколько планет-гигантов вблизи узла, звезды, их гравитационные взаимодействия, скорее всего, развеет их в эксцентричных орбитах», — пояснил первый автор Рената Frelikh, аспирант в области астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Крус.

Frelikh выполнили сотни моделирование планетарных систем, начиная с 10 планет по круговым орбитам и с разной начальной общей массы системы и массы отдельных планет. В качестве системы эволюционировал на протяжении 20 миллионов лет моделируемых динамических неустойчивостей привели к столкновениям и слияниям и образованию более крупных планет, а также гравитационные взаимодействия, которые выброшены некоторые планеты и разбросанные другим на эксцентричных орбитах.

Анализируя результаты моделирования в совокупности, исследователи обнаружили, что планетные системы с самых ранних общей массы производимых самой большой планет и планет с высоким чудачества.

«Наша модель естественно объясняет контр-интуитивное соотношение массы и эксцентриситета», — сказал Frelikh.

Соавтор Рут Мюррей-Клэй, в Гандерсон профессор теоретической астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Крус, сказал, что только нестандартные предположения в их модели является то, что там может быть несколько газовых планет-гигантов во внутренней части планетной системы. «Если вы делаете такое предположение, все остальные поведение следует», — сказала она.

Согласно классической модели формирования планеты, основываясь на нашей собственной Солнечной системы, нет достаточного материала во внутренней части протопланетного диска вокруг звезды, чтобы сделать газовые планеты-гиганты, так только небольшие каменистые планеты образуют во внутренней части системы и планет-гигантов форма дальше. Однако астрономы обнаружили множество газовых гигантов, вращающихся вблизи своих звезд. Потому что они относительно легко обнаружить, эти «горячие Юпитеры» составляют большинство ранних открытий экзопланет, но они могут быть необычным результатом формирования планет.

«Это может быть необычный процесс,» Мюррей-Клэй сказал. «Мы предполагаем, что это более вероятно, произойдет, когда начальная масса диска является высокой, и средней массы планеты-гиганты образуются в фазу гигантского воздействия».

Этого гиганта-последствиями фазы аналогично завершающий этап сборки нашей Солнечной системой, когда Луна образовалась после столкновения Земли и другой планеты. «Из-за нашей предвзятости Солнечной системы, мы склонны думать о последствиях, как происходит в скалистых планет и выброса как происходит в гигантских планет, но есть целый спектр возможных решений в эволюции планетных систем», — Мюррей-Клэй сказал.

По данным Frelikh, рост столкновительной массивных планет-гигантов должны быть наиболее эффективными во внутренних областях, потому что встречи между планетами в наружных частях системы, скорее всего, приведет к выбрасывания, чем слияние. Слияния производстве высокого-масса планет должна пика на расстоянии от звезды хозяина около 3 астрономических единиц (А. Е. расстояние от Земли до Солнца), она сказала.

«Мы прогнозируем, что наибольший масс планет-гигантов будет производиться путем слияния небольших газовых гигантов от 1 до 8 АС от своих родительских звезд», — сказал Frelikh. «Опросы экзопланеты были обнаружены некоторые чрезвычайно большие экзопланеты, приближается к 20 раз больше массы Юпитера. Это может занять много столкновений, чтобы произвести эти, так интересно, что мы видим этот гигант-воздействие фазы в наши расчеты».

сделать разницу: спонсорские возможности