Sobre a formação de planetas terrestres entre dois planetas enormes: o caso de 55 Cancri

Exemplos de sistemas finais nos cenários A (500 embriões, superior) e B (1500 embriões, inferior). Os planetas formados e 55 Cnc f, d são todos mostrados no plano (?, ?) com o tamanho proporcional à raiz cúbica da massa e a cor indicando a massa de água (em ). Os 55 Cnc f e d iniciais são representados por círculos abertos. A sombra cinza indica a zona potencialmente habitável (0,59-1,43 UA). coluna da esquerda: ? <0, ?> 0, coluna do meio: ?> 0, ?> 0, coluna da direita: ?> 0, ? <0. As variações no semi-eixo maior e massa para 55 Cnc f são apresentados em cada painel.

Considerando os enormes recursos computacionais exigidos por simulações de hidrodinâmica de partículas suavizadas (SPH) e a superestimação de materiais pós-colisão da fusão perfeita, desenvolvemos um método estatístico para lidar com colisões durante a formação de sistemas planetários, introduzindo perda de material aleatório.

Neste método, a massa e o conteúdo de água perdidos pelo único resultado de cada fusão variam aleatoriamente dentro de uma faixa que depende da massa total e do conteúdo de água dos corpos em colisão. A aplicação do método de perda aleatória para a formação de planetas no sistema solar mostra uma boa consistência com os resultados de SPH existentes.

Também aplicamos este método ao sistema planetário extra-solar 55 Cancri que hospeda (pelo menos) cinco planetas e estuda a formação de planetas terrestres entre os dois planetas mais externos. Um disco com 500 embriões massivos de Marte em órbitas frias dinamicamente antes da fase de acreção de estágio final é assumido. Cenários com diferentes quantidades de embriões planetários e diferentes parâmetros de perda são adotados em nossas simulações.

O resultado estatístico de centenas de simulações mostra que um planeta parecido com a Terra com um estoque de água de aproximadamente 6 oceanos terrestres poderia se formar entre 55 Cnc f e d. Pode residir entre 1,0 e 2,6 UA, mas a região mais provável estende-se de 1,5 a 2,1 UA. Assim, a probabilidade de este planeta estar na zona potencialmente habitável (0,59–1,43 UA) é relativamente baixa, apenas cerca de 10 \%. Os planetas 55 Cnc f e d também podem ser moldados e ganhar um pouco de água de impactos gigantes e, conseqüentemente, suas órbitas também podem mudar de acordo.

Publicado em 25/05/2021 20h51

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