Cómo afecta la presencia de un planeta gigante al resultado de las simulaciones de formación de planetas terrestres

[L] Este gráfico muestra los resultados del clon_001-020, que asume el mismo estado inicial de un gigante gaseoso y genera aleatoriamente planetesimales y embriones en función de su distribución, como se analiza en la Sección 2.2. Encontramos que ligeras diferencias en el estado inicial de los planetesimales y los embriones impactan significativamente en los sistemas planetarios resultantes (indicados por puntos azules). Sin embargo, esta influencia se puede reducir considerando la órbita media de los planetas (representada por puntos grises).

[R] En este gráfico, mostramos resultados en ausencia de un planeta gigante, con los estados iniciales de planetesimales y embriones planetarios generados aleatoriamente en función de su distribución. Los hallazgos representados en la figura son consistentes con los puntos señalados en la Fig. 4, es decir, que la masa total y la posición media de los planetas formados es relativamente constante a pesar de la variación en las arquitecturas planetarias detalladas. Además, este gráfico subraya aún más que incluir un gigante gaseoso exterior conduce a una órbita más estrechamente confinada para los planetas terrestres formados dentro de su límite interior, en comparación con la figura 3. — astro-ph.EP

La arquitectura y las masas de los sistemas planetarios en la zona habitable podrían verse fuertemente influenciadas por los planetas gigantes exteriores, si estuvieran presentes.

Investigamos aquí el impacto de los gigantes exteriores en la formación de planetas terrestres, bajo el supuesto de que el ensamblaje final del sistema planetario se produce mediante una fase de impacto gigante. Utilizando un software de simulación de N cuerpos de última generación, GENGA, interpretamos cómo la última etapa de la formación de planetas terrestres da como resultado diversidad dentro de los sistemas planetarios.

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Diseñamos dos configuraciones de modelo global: en el primero colocamos un gigante gaseoso en el lado exterior del disco de planetesimales y embriones, mientras que el otro solo tiene planetesimales y embriones pero ningún gigante. Para el modelo que incluye al gigante exterior, estudiamos el efecto de diferentes masas iniciales de gigantes, en el rango de 1,0 a 3,0 masas de Júpiter, y radios orbitales, en el rango de 2,0 a 5,8 AU. También estudiamos la influencia de diferentes posiciones iniciales de los planetesimales. y embriones en los resultados. Nuestro tiempo de simulación de N cuerpos es de aproximadamente 50 millones de años.

Los resultados muestran que la existencia de un gigante exterior promoverá la interacción entre planetesimales y embriones, haciendo que las órbitas de los planetas terrestres formados sean más compactas, pero colocar el planeta gigante demasiado cerca del disco de planetesimales y embriones suprime la formación de planetas rocosos masivos.

Además, según la teoría clásica, donde los embriones planetarios y los planetesimales chocan para formar planetas terrestres, nuestros resultados muestran que la presencia de un planeta gigante en realidad disminuye la complejidad de la brecha del sistema planetario interior.

Zhihui Kong, Anders Johansen, Michiel Lambrechts, Jonathan H. Jiang, Zong-Hong Zhu

Comentarios: 12 páginas, 15 figuras.
Asignaturas: Astrofísica de la Tierra y Planetaria (astro-ph.EP)
Citar como: arXiv:2405.04228 [astro-ph.EP] (o arXiv:2405.04228v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2405.04228
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De: Zhihui Kong
[v1] Martes, 7 de mayo de 2024 11:48:52 UTC (5197 KB)
https://arxiv.org/abs/2405.04228
Astrobiología

2024-05-09 17:16:35
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