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The Search for other Earths: limits on the giant planet orbits that allow habitable terrestrial planets to form

机译:寻找其他地球:允许可居住的地球行星形成的巨型行星轨道的限制

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摘要

Gas giant planets are far easier than terrestrial planets to detect around other stars, and are thought to form much more quickly than terrestrial planets. Thus, in systems with giant planets, the late stages of terrestrial planet formation are strongly affected by the giant planets' dynamical presence. Observations of giant planet orbits may therefore constrain the systems that can harbor potentially habitable, Earth-like planets. We present results of 460 N-body simulations of terrestrial accretion from a disk of Moon- to Mars-sized planetary embryos. We systematically vary the orbital semimajor axis of a Jupiter-mass giant planet between 1.6 and 6 AU, and eccentricity between 0 and 0.4. We find that for Sun-like stars, giant planets inside roughly 2.5 AU inhibit the growth of 0.3 Earth-mass planets in the habitable zone. If planets accrete water from volatile-rich embryos past 2-2.5 AU, then water-rich habitable planets can only form in systems with giant planets beyond 3.5 AU. Giant planets with significant orbital eccentricities inhibit both accretion and water delivery. The majority of the current sample of extra-solar giant planets appears unlikely to form habitable planets.
机译:气体巨型行星比其他行星更容易探测到其他恒星周围的气体,并且据认为它们的形成比陆地行星要快得多。因此,在具有巨型行星的系统中,陆地行星形成的后期阶段受到巨型行星动力学存在的强烈影响。因此,对巨型行星轨道的观测可能会约束那些可能藏有可能宜居的类地行星的系统。我们介绍了从N盘大小的月球到火星大小的行星胚胎进行的460次N体模拟的结果。我们系统地改变了木星质量巨型行星的轨道半长轴在1.6和6 AU之间,而偏心率在0和0.4之间。我们发现,对于类似太阳的恒星,大约2.5 AU内的巨型行星会在可居住区域内抑制0.3个地球质量行星的生长。如果行星从超过2-2.5 AU的挥发性丰富的胚胎中积聚水,那么只有在大于3.5 AU的巨型行星的系统中才能形成富含水的可居住星球。具有明显的轨道偏心的巨型行星会抑制积垢和水的输送。当前太阳系外巨行星的大多数样本似乎不太可能形成可居住的行星。

著录项

  • 作者

    Raymond, S N;

  • 作者单位
  • 年度 2006
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类

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