Sobre a evolução orbital de um par de planetas gigantes incorporados em um disco gasoso. III. acréscimo simultâneo de gás e a proporção de massa final

Pesquisas recentes de exoplanetas revelam uma tendência sistemática nas proporções de massa de pares de planetas gigantes. Embora $M_{outer}/M_{inner}$ seja amplamente centrado perto da unidade, ele exibe uma dependência da separação orbital.

Pesquisas recentes de exoplanetas revelam uma tendência sistemática nas proporções de massa de pares de planetas gigantes ($> 30 M_\oplus$). Pares compactos tendem a ter massas comparáveis, enquanto pares amplamente separados mostram configurações externas pesadas.

Para investigar a origem desta tendência, realizamos simulações hidrodinâmicas bidimensionais que acoplam a acreção de gás e a migração orbital de dois embriões de planetas gigantes com massas iniciais de $15-30 M_\oplus$. Exploramos os efeitos da viscosidade do disco, da inclinação da densidade superficial e da proporção de massa inicial na evolução acoplada do crescimento e migração planetária.

Descobrimos que a migração convergente leva os planetas a abrir uma lacuna comum, reestruturando o fluxo de gás. Esta configuração induz a acreção assimétrica, na qual o planeta interior fica faminto à medida que a limpeza da lacuna suprime o seu fornecimento de gás, enquanto o planeta exterior continua a acumular a partir da região de alta densidade na borda exterior da lacuna.

Conseqüentemente, o sistema evolui naturalmente em direção à convergência da razão massa e, em muitos casos, produz uma inversão da hierarquia núcleo-massa inicial. Mostramos ainda que os resultados da migração são altamente sensíveis às condições iniciais.

Sistemas com núcleos internos inicialmente mais massivos tendem a divergir, enquanto perfis de densidade superficial mais íngremes e núcleos externos mais massivos favorecem a migração convergente e subsequente captura de ressonância.

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