年轻中等质量恒星的吸积爆发使行星形成面临挑战

我们研究了在引力不稳定且磁化的原行星盘中吸积爆发、尘埃积累以及星子形成的前景，该盘具有全局受抑但间歇性触发的磁旋转不稳定性（MRI），特别关注年轻中等质量恒星，并简要地与低质量恒星进行比较。我们使用薄盘极限下的数值磁流体力学模拟（FEOSAD 代码），自大质量慢旋转前恒星云核坍缩起，对引力不稳定磁化原行星盘的形成与长期演化（包括尘埃动力学与生长）进行建模。由于引力不稳定（GI）驱动的质量传输效率沿径向变化，大质量气体聚集物和尘埃环在内盘区域形成。这些尘埃环最初易受流动不稳定性（SI）影响。然而，由于高不透明度和 GI 引起的物质流入，尘埃环逐渐升温，使气体温度升高至碱金属热电离触发 MRI 发展的阈值之上。随之而来的 MRI 爆发摧毁了尘埃环，使得通过 SI 形成星子变得困难。在随后的演化阶段，当爆发活动开始减弱时，由于尘埃漂移速度增大和内部死区扩大（两者均会降低尘埃浓度至 SI 发展的阈值以下），SI 变得低效。低质量天体受这些不利影响较小。我们的结果表明，年轻中等质量恒星周围的盘对于通过 SI 形成星子可能是一个充满挑战的环境。这或许可以解释 $M_\ast > 3.0 \,M_\odot$ 恒星周围行星匮乏的原因。