利用多物种流体不稳定性与卵石吸积解决柯伊伯带天体的密度二分性问题

柯伊伯带天体表现出一个出乎意料的趋势，即较大天体的密度逐渐增高，最高可达较小天体的五倍。目前对这一趋势的解释假设在恒定成分下形成，密度增加是由引力压实所致。然而，为了避免因 $^{26}$Al 衰变导致的早期熔融，这一情景存在时间尺度问题。我们旨在流体不稳定性和卵石吸积的背景下解释这一密度趋势。小卵石会被抛入盘的大气层中，暴露于紫外线并因脱附作用部分失去其冰。相反，较大的卵石受到屏蔽并保留更多冰。我们使用包含气体和固体的剪切盒模型，后者分为冰和硅酸盐卵石。模型包含自引力，允许致密团块坍缩成微行星。我们发现流体不稳定性导致主要含冰微行星的形成，尽管出现了一个出乎意料的趋势，即较轻的微行星相比较重的微行星含有更多硅酸盐。我们将生成的微行星输入到具有连续尺寸分布的卵石吸积积分器中，发现它们在优先吸积硅酸盐卵石时成分发生了剧烈变化。如果大型 KBO 形成于 15 至 22 AU 之间，其密度和质量能得到最佳重现。我们的解决方案避免了时间尺度问题，因为第一批微行星主要是冰质的，而 $^{26}$Al 主要在硅酸盐卵石吸积的缓慢阶段被纳入。我们的结果进一步证实了流体不稳定性和卵石吸积作为形成与生长机制的可信度。