跳躍木星場景
跳躍木星場景指定了尼斯模型所描述的巨型行星遷移的演化，其中冰巨星（天王星、海王星或額外的海王星質量行星）被土星向內散射，並被木星向外散射，導致其半長軸跳躍，從而迅速分離其軌道[1]。跳躍木星的設想是由拉蒙·布拉瑟（英語：Ramon Brasser）、亞歷山德羅·莫比代利、羅德尼戈麥斯（英語：Rodney Gomes）、克勒美尼斯·齊加尼斯（英語：Kleomenis Tsiganis）和哈羅德·萊維森（英語：Harold Levison）提出的，因為他們的研究表明，木星和土星的平滑發散遷移導致了與當前太陽系明顯不同的內太陽系[1]。在這次遷移過程中，長期共振席捲了太陽系內部，激發了類地行星和小行星的軌道，也留下了行星軌道的偏心[1]，以及小行星帶有太多的高傾斜度天體[2]。儘管類地行星對它的通過仍然很敏感[3][4]，木星跳躍場景中描述的木星和土星半長軸的跳躍可以使這些共振快速穿過太陽系內部，而不會過度改變軌道[1]。
木星跳躍的場景也導致了與最初的尼斯模型的許多其它差異。在晚期重轟炸期間，來自小行星帶核心的月球撞擊物的比例顯著降低[5]，大多數木星特洛伊都是在木星與冰巨星相遇時被捕獲的[6]，木星的不規則衛星也是如此[7]。在木星跳躍的情况下，如果早期的太陽系最初包含一個額外的冰巨星，後來被木星拋射到星際空間，那麼在與當前軌道相似的軌道上保留四顆巨行星的可能性似乎會增加[8]。然而，這仍然是非典型的結果[9]，類地行星當前軌道的保存也是如此[4]。
背景[编辑]
最初的尼斯模型[编辑]
在最初的尼斯模型中，共振交叉會導致動力學不穩定，從而迅速改變巨行星的軌道。最初的尼斯模型始於巨行星，其軌道幾乎為圓形，結構緊湊。最初，起源於外盤星子的相互作用驅動了巨行星緩慢的發散遷移。這種行星驅動的遷徙一直持續到木星和[土星]]以2:1的比例相互交叉共振。共振交叉激發了木星和土星的偏心率。 增加的離心率對天王星和海王星產生擾動，增加它們的離心率，直到系統變得混亂，軌道開始相交。行星之間的引力相遇將天王星和海王星向外散射到星子盤中。星子盤被破壞，許多星子被散射到行星交叉軌道上。巨行星發散遷移的快速階段開始，並持續到星盤耗盡。這一階段的動態摩擦抑制了天王星和海王星的偏心，穩定了系統。在最初的尼斯模型數值模擬中，巨行星的最終軌道與當前的太陽系相似[10]。
共振行星軌道[编辑]
尼斯模型的後期版本從一系列共振中的巨行星開始。這一變化反映了早期太陽系的一些流體動力學模型。在這些模型中，巨行星和氣體盤之間的相互作用導致巨行星向中心恆星遷移，在某些情况下成為熱木星[11]。然而，在多行星系統中，如果一顆遷移速度更快的較小行星被外部軌道共振捕獲，這種向內遷移可能會停止或逆轉[12]。大遷徙假說是這種軌道演化的一個例子，該假說假設在共振中捕獲土星後，木星的遷移在1.5天文單位時發生逆轉[13]。土星被捕獲的共振，3:2或2:1的共振[14][15]，向外遷移的程度（如果有的話）取決於氣體盤的物理性質和行星吸積的氣體量[15][16][17]。在這種向外遷移期間或之後，天王星和海王星被捕獲到進一步的共振中，導致了四重共振系統[18]，已經鑒定出幾種穩定的組合[19]。隨著氣體盤的耗散，由於與來自外盤的星子的相互作用，四重共振最終被打破[20]。從這一點開始的演變類似於最初的尼斯模型，在四重共振破裂後不久就開始了不穩定性[20]，或者在星子驅動的遷移驅動行星穿過不同共振的延遲之後[19]。然而，2：1共振並沒有緩慢的接近，因為木星和土星要麼從這種共振開始[15][17]或在不穩定期間快速穿越它[18]。
後期脫離共振[编辑]
相關條目[编辑]
參考資料[编辑]
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