Timescales for planetary accretion and the structure of the protoplanetary disk

Dieses Papier skizziert ein einheitliches Szenario für die Entstehung des Sonnensystems im Einklang mit astrophysikalischen Einschränkungen. Jupiters Kern könnte durch außer Kontrolle geratene Akkretion von Planetesimalen zu einer Masse gewachsen sein, die ausreicht, um eine schnelle Akkretion von Gas in Zeiten in der Größenordnung von 5 x 105-106 Jahren zu initiieren, vorausgesetzt, die Oberflächendichte der Feststoffe in seiner Akkretionszone war mindestens 5-10 mal größer als die, die von Modellen mit minimaler Masse der protoplanetaren Scheibe benötigt wird. Nachdem Jupiter große Mengen an Nebelgas akkretiert hatte, hätte er die in der Nähe verbleibenden Planetesimale gravitativ in Umlaufbahnen zerstreuen können, die zur Flucht aus dem Sonnensystem führten. Die meisten Planetesimale in der Mars-Asteroiden-Akkretionszone könnten durch Resonanzen mit Jupiter und / oder Wechselwirkungen mit Körpern, die von Jupiters Akkretionszone nach innen gestreut sind, in Jupiter-kreuzende Umlaufbahnen gestört worden sein; Solche Jupiter-kreuzenden Umlaufbahnen hätten später zum Ausstoß aus dem Sonnensystem geführt. Die Entfernung von überschüssiger Masse von 1 AU aus der Sonne wäre jedoch viel schwieriger gewesen. Die inneren Planeten und die Asteroiden können in diesem Bild berücksichtigt werden, wenn die Oberflächendichte des Sonnennebels relativ gleichmäßig war (nicht schneller abnehmend als r−12), um Jupiters Umlaufbahn zu erreichen. Die Gesamtmasse der protoplanetaren Scheibe könnte weniger als ein Zehntel einer Sonnenmasse betragen haben, vorausgesetzt, die Oberflächendichte fiel steiler ab als r−1 jenseits der Umlaufbahn des Saturn. Die äußeren Regionen des Nebels hätten immer noch genug feste Materie enthalten, um das Wachstum von Uranus und Neptun in 5 x 106-108 Jahren zusammen mit dem übereinstimmenden Ausstoß von Kometen in die Oortsche Wolke zu erklären. Die Bildung einer solchen protoplanetaren Scheibe erfordert einen signifikanten Transport von Masse und Drehimpuls und steht im Einklang mit viskosen Akkretionsscheibenmodellen des Sonnennebels.

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