原行星的最大吸积速率：逃逸有多快？
摘要：寻找假设存在于成像缺口的原行星盘中的数十个原行星。这些行星的亮度和它们成长到什么程度取决于它们的吸积速率，这可能处于失控状态。利用三维全球模拟，我们计算了从1个地球质量到10个木星质量的星球质量$M_{mp}$的最大气体吸积速率。当行星足够小，其影响球完全嵌入在盘中，与Bondi半径$r_{mBondi}$小于盘的尺度高度$H_{mp}$（这样的行星具有热质量参数$q_{mth} \equiv (M_{mp}/M_*)/(H_{mp}/R_{mp})^3 \lesssim 0.3$，对于宿主恒星质量$M_*$和轨道半径$R_{mp}$），最大吸积速率遵循Bondi标度，$max\dot{M}_{mp} \propto \rho_g M_{mp}^2/(H_{mp}/R_{mp})^3$，其中$\rho_g$是环境盘密度。对于质量更大的行星，$0.3 \lesssim q_{mth} \lesssim 10$，希尔球取代Bondi球成为引力影响的球体，$max\dot{M}_{mp} \propto \rho_g M_{mp}^1$，不依赖$H_{mp}/R_{mp}$。在强超热极限$q_{mth} \gtrsim 10$下，希尔球从盘中脱离，$max\dot{M}_{mp} \propto \rho_g M_{mp}^{2/3} (H_{mp}/R_{mp})^1$。应用于两个已确认的原行星PDS 70b和c，我们在数值上校准的最大吸积速率表明，在它们的母盘消散之前，它们类似于木星的质量可能增加多达约2倍。
作者：Nick Choksi, Eugene Chiang, Jeffrey Fung, Zhaohuan Zhu
论文ID：2305.01684
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-08-02