Исследование миграции планет-гигантов и формирования популяции далеких транснептуновых объектов в модели Ниццы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено численное моделирование взаимодействия планет-гигантов и планетезимального диска для модели Ниццы, в которой начальные орбиты планет находятся в резонансных конфигурациях. В дополнение к стандартной модели Ниццы рассматривались планетезимали в планетной области и учитывалась самогравитация планетезимального диска. Динамическая эволюция планетных систем изучалась на промежутках времени порядка времени существования Солнечной системы. Найдены варианты, в которых планетные системы сохраняются в течение миллиардов лет, финальные орбиты планет близки к современным орбитам и существуют далекие транснептуновые объекты.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Емельяненко

Институт астрономии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vvemel@inasan.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Емельяненко В.В. Исследование динамических процессов на поздних этапах форирования планетных систем в газопылевых дисках // Астрон. вестн. 2011. Т. 45. С. 412–419. (Emel’yanenko V.V. A study on dynamic processes at late stages in the formation of planetary systems in gas and dust disks // Sol. Syst. Res. 2011. V. 45. P. 402–409.)
  2. Batygin K., Brown M.E. Early dynamical evolution of the Solar system. Pinning down the initial conditions of the Nice model // Astrophys. J. 2010. V. 716. P. 1323–1331.
  3. Batygin K., Brown M.E., Fraser W.C. Retention of a primordial cold classical Kuiper belt in an instability driven model of Solar system formation // Astrophys. J. 2011. V. 738. id. 13 (8 p.).
  4. Batygin K., Brown M.E. Evidence for a distant giant planet in the Solar system // Astron. J. 2016. V. 151. id. 22 (12 p.).
  5. Clement M.S., Raymond S.N., Kaib N.A., Deienno R., Chambers J.E., Izidoro A. Born eccentric: Constraints on Jupiter and Saturn's pre-instability orbits // Icarus. 2021a. V. 355. id. 114122.
  6. Clement M.S., Deienno R., Kaib N.A., Izidoro A., Raymond S.N., Chambers J.E. Born extra-eccentric: A broad spectrum of primordial configurations of the gas giants that match their present-day orbits // Icarus. 2021b. V. 367. id. 114556.
  7. Emel’yanenko V.V. A method of symplectic integrations with adaptive time-steps for individual Hamiltonians in the planetary N-body problem // Celest. Mech. and Dyn. Astron. 2007. V. 98. P. 191–202.
  8. Emel’yanenko V.V. Orbital features of distant trans-Neptunian objects induced by giant gaseous clumps // Astron. and Astrophys. 2022. V. 662. id. L4 (7 p.).
  9. Gladman B., Volk K. Transneptunian space // Ann. Rev. Astron. and Astrophys. 2021. V. 59. P. 203–246.
  10. Kaib N.A., Sheppard S.S. Tracking Neptune’s migration history through high-perihelion resonant trans-Neptunian objects // Astron. J. 2016. V. 152. id. 133 (15 p.).
  11. Levison H.F., Morbidelli A., Tsiganis K., Nesvorný D., Gomes R. Late orbital instabilities in the outer planets induced by interaction with a self-gravitating planetesimal disk // Astron. J. 2011. V. 142. id. 152 (11 p.).
  12. Morbidelli A., Tsiganis K., Crida A., Levison H.F., Gomes R. Dynamics of the giant planets of the Solar system in the gaseous protoplanetary disk and their relationship to the current orbital architecture // Astron. J. 2007. V. 134. P. 1790–1798.
  13. Nesvorný D., Morbidelli A. Statistical study of the early Solar system instability with four, five, and six giant planets // // Astron. J. 2012. V. 144. id. 117 (20 p.).
  14. Nesvorný D., Vokrouhlický D., Roig F. The orbital distribution of trans-Neptunian objects beyond 50 AU // Astrophys. J. Lett. 2016. V. 827. id. L35 (5 p.).
  15. Nesvorný D. Dynamical evolution of the early Solar system // Ann Rev. Astron. and Astrophys. 2018. V. 56. P. 137–174.
  16. Papaloizou J.C.B., Larwood J.D. On the orbital evolution and growth of protoplanets embedded in a gaseous disc // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2000. V. 315. P. 823–833.
  17. Silsbee K., Tremaine S. Producing distant planets by mutual scattering of planetary embryos // Astron. J. 2018. V. 155. id. 75 (11 p.).
  18. Trujillo C.A., Sheppard S.S. A Sedna-like body with a perihelion of 80 astronomical units // Nature. 2014. V. 507. P. 471–474.
  19. 19 Tsiganis K., Gomes R., Morbidelli A., Levison H.F. Origin of the orbital architecture of the giant planets of the Solar System // Nature. 2005. V. 435. P. 459–461.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изменение больших полуосей орбит планет, стартовавших в резонансе 2:1, 4:3, 4:3 (J – Юпитер, S – Сатурн, U – Уран, N – Нептун).

Скачать (80KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Большие полуоси и перигелийные расстояния планетезималей, сохранившихся в финальный момент времени tf в варианте 2:1, 4:3, 4:3.

Скачать (67KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изменение больших полуосей орбит планет, стартовавших в резонансе 3:2, 2:1, 2:1 (J – Юпитер, S – Сатурн, U – Уран, N – Нептун).

Скачать (78KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Большие полуоси и перигелийные расстояния планетезималей, сохранившихся в финальный момент времени tf в варианте 3:2, 2:1, 2:1.

Скачать (70KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изменение перигелийного расстояния q, большой полуоси a и долготы перигелия π для двух массивных планетезималей, попадающих в вековой резонанс.

Скачать (254KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024