Livraison de particules de poussière provenant de disques protoplanétaires sur les disques circumplanétaires des planètes géantes

Les principaux satellites réguliers des géantes gazeuses sont supposés se former par l'accumulation de matériaux solides dans des disques circumplanétaires (CPD). Bien qu'il y ait eu des progrès significatifs dans l'étude de la formation des satellites dans les CPD, les détails de l'approvisionnement en blocs de construction des satellites vers les CPD restent flous. Nous avons effectué une intégration orbitale de particules solides dans le disque protoplanétaire (PPD) s'approchant d'une planète, en tenant compte de la force de traînée des gaz en utilisant les résultats de simulations hydrodynamiques tridimensionnelles d'une région locale autour de la planète. Nous avons étudié la dépendance de la masse planétaire des positions de capture et des taux de capture des particules de poussière accrétionnant sur le CPD. Nous avons également examiné le degré de rétention de la poussière dans le gaz accrétionnant vers le CPD, ce qui est important pour déterminer le ratio des taux d'inflow de poussière et de gaz, un paramètre clé dans la formation des satellites. Nous avons constaté que le degré de rétention de la poussière augmente avec l'augmentation de la masse planétaire pour une hauteur d'échelle de poussière donnée dans le PPD. Dans le cas d'une petite planète (M ₏=0. 2M ₉ₔ₏), la plupart des particules avec des altitudes initiales insuffisantes dans le PPD sont isolées du gaz dans la région d'accrétion. En revanche, dans le cas d'une planète massive (M ₏=1M ₉ₔ₏), les particules de poussière peuvent être couplées au gaz s'accrétant verticalement, même lorsque la hauteur d'échelle de la poussière est d'environ 10-30\% de la hauteur d'échelle du gaz. Les résultats de cette étude peuvent être utilisés pour des modèles de livraison de poussière et de formation de satellites dans les CPD des géantes gazeuses de différentes masses, y compris les exoplanètes.