迁移行星后气压骤升时的星子形成 II. 尘埃生长的效应
摘要：行星核的形成仍然是个谜。形成行星核的方法之一是在原行星盘中调用气体压力阻塞。在我们之前的论文中，我们提出了一个新的情景，即在行星向内迁移时，气体压力阻塞处形成的堆积尘埃通过流动不稳定性在盘的广泛区域形成行星颗粒。 在这项工作中，我们考虑尘埃的全局时间演化，并调查在我们的情景中行星颗粒形成的详细条件和结果。我们使用一个一维网格单一尺寸的尘埃演化模型，可以通过相互碰撞和径向漂移和扩散跟踪颗粒的增长。我们计算在内嵌迁移行星扰动的气体盘中颗粒质量和表面密度的径向分布的时间演化，并调查颗粒是否满足形成行星颗粒的条件。我们发现，在湍流强度为$10^{-4}\leq\alpha\leq10^{-3}$时，行星颗粒形成在雪线和行星达到其鹅卵石隔离质量的位置之间的一个带状区域，这与观测值基本一致。形成机制，流动不稳定性或相互碰撞，取决于流动不稳定性的时间尺度。行星颗粒的总质量也取决于$\alpha$，如果行星核在开始时已经存在并通过气体吸积增长，则约为$30-100~M_{\oplus}$，但如果行星核的形成时间较晚，则会减少。我们还提供了行星颗粒的表面密度和总质量的简单近似表达式，并发现总质量强烈依赖于尘埃质量。我们展示了行星颗粒通过行星形成的气体压力阻塞处的尘埃堆积和内向迁移的组合在一个带状区域形成。
作者：Yuhito Shibaike and Yann Alibert
论文ID：2306.11619
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-06-21