Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > astro-ph > arXiv:2505.23943

帮助 | 高级搜索

天体物理学 > 地球与行星天体物理学

arXiv:2505.23943 (astro-ph)
[提交于 2025年5月29日 ]

标题: 半径谷中的动力学不稳定性与巨型撞击的故事

标题: A tale of dynamical instabilities and giant impacts in the radius valley

Authors:Sho Shibata, Andre Izidoro
摘要: 半径在 1 到$4 R_\oplus$之间的行星的大小分布,在接近 1.4 和$2.2R_\oplus$处达到峰值,并在$1.8 R_\oplus$处出现一个凹陷——所谓的“半径谷”。 最近的统计分析表明,位于这个谷中的行星($1.5 < R < 2R_\oplus$)往往比谷外的行星具有稍高的轨道偏心率。 这种动力学特征的起源仍然不清楚。 我们重新审视了“打破链条”的形成模型,并提出晚发的动力学不稳定性——发生在盘弥散之后——可能解释了在半径谷中观测到的偏心率升高现象。 我们的模拟显示,谷内的行星($R < 2 R_\oplus$)通常是岩石行星,而谷外的行星($R > 2 R_\oplus$)通常是富含水的行星。 经历了强烈动力学不稳定性以及大量晚期巨型撞击的岩石行星,其轨道会被激发并且半径增加,最终将其置于半径谷中。 相比之下,谷外更大的富含水的行星经历较弱的不稳定性以及较少的撞击,导致较低的偏心率。 这种对比导致谷内偏心率分布出现峰值。 半径谷中的行星被动态激发的程度在很大程度上取决于轨道不稳定之前的轨道架构。 轨道谷行星的偏心率升高主要出现在以下场景中:在不稳定发生前100天内(通常为$\gtrsim 5$)形成了足够数量的岩石行星,并且还存在外部扰动者($P > 100$天),这些扰动进一步增强了动力学不稳定性的影响。
摘要: The size distribution of planets with radii between 1 and $4 R_\oplus$ peaks near 1.4 and $2.2R_\oplus$, with a dip around $1.8 R_\oplus$ -- the so-called "radius valley." Recent statistical analyses suggest that planets within this valley ($1.5 < R < 2R_\oplus$) tend to have slightly higher orbital eccentricities than those outside it. The origin of this dynamical signature remains unclear. We revisit the "breaking the chains" formation model and propose that late dynamical instabilities -- occurring after disk dispersal -- may account for the elevated eccentricities observed in the radius valley. Our simulations show that sub-valley planets ($R < 2 R_\oplus$) are generally rocky, while those beyond the valley ($R > 2 R_\oplus$) are typically water-rich. Rocky planets that undergo strong dynamical instabilities and numerous late giant impacts have their orbits excited and their radii increased, ultimately placing them into the radius valley. In contrast, the larger, water-rich planets just beyond the valley experience weaker instabilities and fewer impacts, resulting in lower eccentricities. This contrast leads to a peak in the eccentricity distribution within the valley. The extent to which planets in the radius valley are dynamically excited depends sensitively on the orbital architecture before the orbital instability. Elevated eccentricities among radius valley planets arise primarily in scenarios that form a sufficiently large number of rocky planets within 100 days (typically $\gtrsim 5$) prior to instability, and that also host external perturbers ($P > 100$ days), which further amplify the strength of dynamical instabilities.
评论: 12页,11幅图,已被接受在《天体物理学杂志通讯》上发表
主题: 地球与行星天体物理学 (astro-ph.EP)
引用方式: arXiv:2505.23943 [astro-ph.EP]
  (或者 arXiv:2505.23943v1 [astro-ph.EP] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.23943
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Sho Shibata [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 5 月 29 日 18:50:36 UTC (4,408 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
astro-ph.EP
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-05
切换浏览方式为:
astro-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | Disable MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号