自引力原行星盘中的加速星体增长

本文我们考虑小型星体在准稳定、自引力原行星盘中的演化。星体与盘气之间的阻力作用通常导致星体以取决于粒子尺寸的速率向盘内侧漂移。在准稳定的自引力盘中，星体受到来自引力不稳定性生长所产生的非轴对称螺旋结构的显著影响。对于强耦合于盘气的小粒子以及本质上脱耦合于盘气的大粒子，影响并不显著。然而，对通常具有最大径向漂移速率的中间尺寸粒子来说，效果显著。这些粒子在螺旋臂峰值处显著浓集。这些高密度区域可持续约一个轨道周期，可能达到与盘气相当的密度。尽管在模拟结束时仅约 25% 的星体粒子位于密度增强区域，但在整个模拟过程中至少有 75% 的星体粒子曾经处于此类区域。我们发现星体在螺旋臂中的浓集会导致碰撞率增加，这可能显著加速星体增长。密度增强也可能足以通过直接引力坍缩实现星体增长。因此，小型星体与自引力螺旋结构之间的相互作用可能在形成最终凝聚成地球星或气/冰巨星核心的大型星体方面发挥重要作用。