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如何 太阳系巨行星 建立其轨道？流体动力学模拟ve 表明，当太阳的气体原行星盘仍然存在时，巨行星会迁移到由共振链构成的紧凑轨道结构中。然而，目前这些 巨行星的轨道更宽，且并不处于共振。如何建立它们的轨道是太阳系形成中的关键问题。 正如早期 Nice 模型所示n，巨行星轨道结构由一次巨行星之间的动力学不稳定塑造。然而，不稳定性的触发机制和发生时间尚未明确。
In this study, we try to 寻找一种物理机制， 决定最终 结构 的 巨 行星。 我们开展了一万多次数值 N 体模拟，表明巨行星不稳定性可由恒星高能辐射蒸发气体盘所导致的盘消散触发。
随着气体盘由内向外蒸发，盘内边缘依次扫过并动力学扰动每颗行星的轨道。相关的轨道位移导致系统外侧区域发生动力学压缩，最终触发不稳定性。 在一组可行的天体物理参数范围内，我们模拟系统的最终轨道与太阳系巨行星轨道相符。 因此，巨行星不稳定性发生在气体盘消散期间；天文观测约束这一时间为太阳系诞生后数百万到一千万年。类地行星形成要到这次早期巨行星不稳定之后才会完成；成长中的类地行星甚至可能受到其扰动的塑造，从而解释火星相对于地球较小的质量。. 详见 Liu et al. 2022, Nature [ADS] [arxiv].
图1： 单颗行星随扩张的内磁层空洞发生回弹迁移的动画 .
图2： 恒星光蒸发驱动原行星盘消散过程中，太阳系巨行星的迁移。
Figure 1 is an animation that shows a planet reverses its migration direction 沿着由恒星磁场-盘相互作用截断并向外扩张的盘内边缘迁移。我们将这种先向内再向外的迁移称为“回弹”。这一机制最早用于解释 Kepler 任务发现的超级地球非共振轨道。
Figure 2 illustrates the migration of 在恒星光蒸发导致气体盘消散过程中太阳系巨行星的迁移。首先在数个天文单位处打开内空洞，随后盘内边缘由内向外移动。当空洞扫过巨行星轨道时，巨行星可能反转迁移方向，具体条件取决于行星质量和盘性质。该过程最终触发大尺度散射，并将一颗行星抛出系统；剩余四颗行星的最终轨道接近现在的取值。
Fig.3: 图2的动画版本。
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