太陽系の惑星形成の原因となる惑星環

スノーラインの内側にシリケート昇華ラインを設定するとは考えたな元から固体な物質は太陽に落ちる前にガス化して体積が増える事で圧力を上げて固体を集積する他のアイスライン同様に温度が下がって凝固したシリケイトが集まった固体を連結して微惑星に成長というシナリオ。以下、機械翻訳。
太陽系の惑星形成の原因となる惑星環
2021年12月31日に提出
天文学的な観測は、若い星の周りの原始惑星系円盤が一般的に塵の分布にリング状およびギャップのような構造を有することを明らかにした。これらの特徴は、特定の場所でほこり粒子を捕捉する圧力瘤に関連しており、シミュレーションは惑星形成に理想的な場所であることを示しています。ここでは、太陽系が連続した円盤ではなく、圧力瘤によって作られた惑星のリングから形成された可能性があることを示しています。シリケート昇華ライン(T ～1400K)、水のスノーライン(T～170K)、CO-スノーライン(T ～30K)の近くに圧力瘤が存在すると仮定して、気体円相をモデル化します。私たちのシミュレーションは、ほこりがバンプに積み重なり、惑星の3つのリングまで形成されることを示しています:1auの近くの狭いリング、～3～4auと～10～20auの間の広いリング、～20auと～45auの間の遠くのリング。一連のシミュレーションを使用して、最も内側のリングの進化に従い、太陽系内の軌道構造を説明する方法を示し、地球、火星、さまざまなクラスの隕石の同位体シグネチャの起源を説明する枠組みを提供します。中央リングには、巨大惑星のコアの急速な成長を説明するのに十分な質量が含まれています。最も外側のリングは、初期の太陽系が天王星の現在の軌道を超えて原始的な惑星円盤を持っていることを提案する太陽系進化の動的モデルと一致している。


図1：3つの存在を想定した、太陽の惑星形成ディスクのシミュレートされた進化
圧力瘤：ケイ酸塩昇華線の近く（高粘度と低粘度の間の遷移時）
ディスクの領域）、水雪線、およびCO雪線。パネルa〜cは、のスナップショットを示しています
ガス（a）、小石（b）、微惑星（c）の動径分布。パネル（c）は、
微惑星の生産フロント（圧力瘤）は、ディスクが時間内に冷えるにつれて内側に移動します。これで
木星が小石をブロックするために臨界質量に達したに違いないと私たちが仮定する特定のシミュレーション
〜2 Myr^2によるフラックス
（方法を参照）、内側と中央のリングの初期のオーバーラップを回避します。
パネル（d）は、初期軌道距離の関数としての微惑星の着床効率を示しています
の成長と移行の履歴をモデル化する3つの端成分シナリオの太陽から
太陽系の巨大惑星7
。これらの形成シナリオは、木星と土星は現在の場所の近くで成長し（移動なし、黒）、約10auと約15auで成長します
同時に内側に移動し（Simult。Migr。;青）、約10auおよび約15auで成長します。
順番に内側に移動します（Sequent。Migr。;赤）。これにおける微惑星形成効率
シミュレーションは約1.5×10^-6です。初期のダスト対ガス比はZ0 = 1.5％であり、乱流レベルは
ディスクミッドプレーンはαt≈3.6×10^-5で設定されます
、およびαMRI=3αν。パネル（c）は総質量も示しています
各リングで形成された微惑星で（議論については補足情報を参照）。ガス
密度カットオフ半径（メソッドを参照）はrc =∞に設定されます。


図2：後期をモデル化した80のシミュレーションから生成された地球型惑星の最終的な分布
惑星オブジェクトのリング状の分布からの地球型惑星形成の降着の段階
約1au。 縦軸は質量を示し、横軸は惑星の軌道の準主軸を示しています。
明るい灰色の点はシミュレートされた惑星を示し、暗い灰色の点は実際の地球型惑星を示しています。 これらの中で
シミュレーションでは、木星と土星は完全に形成されており、共振してほぼ円形であると見なされます
および共面軌道。


図3：太陽系の地球型惑星によく似た17のシミュレーションで、地球型惑星の摂食ゾーンを表す累積質量分率分布（定義については補足情報を参照）。 細い緑、青、赤の曲線は金星、地球、
火星の類似体。 各細い線を囲む影付きの領域は、95％の信頼区間を表します
コルモゴロフ-スミルノフ統計から導出されます（内輪のさまざまな巨大惑星構成と微惑星分布の影響については拡張データ図3を、個々の惑星系の例については補足情報を参照してください）。 選択された各惑星系
金星、地球、火星のアナログが1つ含まれています。


図4：さまざまな内輪構成での小惑星帯への微惑星の移植効率上：軌道距離の関数としての微惑星-胚ディスクの質量比。青、黄、
緑と紫は、5 Myr（ガスディスクのタイミング）での微惑星-胚ディスクの質量比を示しています
分散）、1auの周りのリングの微惑星の成長をモデル化するシミュレーションで。すべての場合において、
リングは、図1のように、約0.7から約1.5 auまで伸び、100kmのサイズで約2.5M⊕から始まります。
（直径）微惑星。惑星の天体は、月よりも重い天体として定義されています。
色分けされた線は、rに比例した異なる初期微惑星面密度プロファイルを持つリングも示しています
ｒ^0（緑）、r^-1（青）、r^−2（紫）、r^−5.5（ピンク）、および（−200（r / au − 1）2 + 24）g / cm^2
（黄色）。黒い曲線は、参照シミュレーションでのディスクの質量比を示しています。下：軌道距離の関数としての小惑星帯への微惑星トラップ効率の較正。色
トップパネルのようにさまざまなリングを表します。黒い線と点の曲線は、後期段階をモデル化したシミュレーションから導き出された、小惑星帯への参照プラネテスのイマルトラップ効率を示しています。
統合の200Myr後の地球型惑星の降着の。


図5：3つの圧力バンプの移動を示す概略図（灰色の網掛けの環状バンド）
COスノーライン（黄緑色の破線）、H2Oスノーライン（白い破線）に関連付けられています。
太陽の出生円盤のケイ酸塩昇華線（オレンジ色の破線）。上：小石が山積み
圧力バンプのそれぞれで、3つの異なるリングで微惑星の形成につながります。
各リングの惑星は、3つの異なる色（緑：CO-雪線、白：H2O-雪線、赤-オレンジ：ケイ酸塩昇華線）で示されるように、異なる組成を持っていると想定されます。
中央：狭くて最も内側のリングはNCのような微惑星を形成し、より広い中間のリングは
CCのような微惑星を形成します。外輪は、原始的なカイパーベルトの予想される位置です。
下：ガス状ディスクの散逸後の最も内側の太陽系の拡大図
岩石惑星と小惑星帯の最終的な構成で;小惑星が
ベルトには、巨大な惑星によって内側に散在するCC微惑星と、火星地域から優先的に発生するNC微惑星（オレンジ色の円）が存在し、内部には微惑星は形成されていません。
水星の軌道。