¿Cómo afecta la presencia de un planeta gigante a los resultados de las simulaciones de formación de planetas terrestres?

¿Cómo afecta la presencia de un planeta gigante a los resultados de las simulaciones de formación de planetas terrestres?

[L] Este diagrama muestra los resultados de la clonación 001-020, que asume el mismo estado inicial que un gigante gaseoso y genera aleatoriamente planetesimales y embriones en función de su distribución, como se analiza en la Sección 2.2. Encontramos que pequeñas diferencias en el estado inicial de planetesimales y embriones afectan en gran medida a los sistemas planetarios resultantes (indicados por puntos azules). Sin embargo, este efecto se puede reducir considerando la órbita promedio de los planetas (representada por puntos grises).

[R] En este diagrama, mostramos los resultados en ausencia de un planeta gigante, con los estados iniciales de los planetesimales y los planetesimales generados aleatoriamente según su distribución. Los resultados mostrados en la figura son consistentes con los puntos de la Figura 4, que es que la masa total y la posición promedio de los planetas en formación son relativamente constantes a pesar de la variación en las estructuras planetarias detalladas. Además, este diagrama también confirma que incluir un gigante gaseoso exterior da como resultado una órbita confinada más estrecha para los planetas terrestres que se forman dentro de sus límites internos, en comparación con la Figura 3.

La estructura y las masas de los sistemas planetarios en la zona habitable pueden verse fuertemente influenciadas por exoplanetas gigantes, si es que existen.

Aquí estudiamos la influencia de los exogiantes en la formación de planetas terrestres, asumiendo que el ensamblaje final del sistema planetario está determinado por una fase de impacto gigante. Utilizando el software de simulación de N cuerpos de última generación, GENGA, explicamos cómo la última etapa de la formación planetaria terrestre conduce a la diversidad dentro de los sistemas planetarios.

Diseñamos dos modelos globales: en uno colocamos un gigante gaseoso en el lado exterior de los planetesimales y el disco embrionario, mientras que el otro contiene sólo los planetesimales y los embriones pero no un gigante. Para el modelo que incluye al exogiante, estudiamos la influencia de diferentes masas de protogigantes, 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 el efecto de diferentes posiciones iniciales de planetesimales y embriones sobre los resultados. El tiempo de simulación de N cuerpos es de aproximadamente 50 millones.

Los resultados muestran que la presencia del exogiante mejorará la interacción entre planetesimales y embriones, haciendo que las órbitas de los planetas terrestres en formación sean más compactas, pero colocar el planeta gigante cerca de los planetesimales y del disco de embriones evita la formación de planetas rocosos masivos.

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

Zhihui Kong, Anders Johansen, Michel Lambrechts, Jonathan H. Jiang, Zhonghong Zhou

Comentarios: 12 páginas, 15 números
Temas: La Tierra y la astrofísica 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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Día de entrega
De: Zihui Kong
[v1] Martes, 7 de mayo de 2024, 11:48:52 UTC (5197 KB)
https://arxiv.org/abs/2405.04228
Astrobiología

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