巨行星能否通过盘面的引力碎裂形成？
天体物理学
2009-11-13 v2
摘要
引力碎裂已被提出作为类太阳恒星近距离轨道上巨行星形成的一种机制。然而，该机制是否能在真实盘面的内部区域 (R<40 AU) 发挥作用仍存在争议。我们使用了一种新开发的方法来处理能量方程和状态方程，该方法在环绕恒星盘面的 SPH 模拟中考虑了辐射转移效应。新方法全面考虑了氢在不同密度和温度下的不同化学及内部状态，以及尘埃的特性（低温下的冰覆尘埃颗粒、冰融化、尘埃升华）。我们展示了大质量环绕恒星盘面内部区域的辐射流体动力学模拟，并考察了两种情况：(i) 受冷背景辐射场照射的盘面 (T_bgr=10K) 和 (ii) 受其中心恒星辐射加热的盘面 (T_bgr~1/R)。在这两种情况下盘面均未发生碎裂：前者是因为冷却速度不够快，后者是因为引力不稳定。我们的结果 (a) 证实了之前使用不同流体动力学和辐射转移处理方法得到的数值结果，(b) 确认了我们自己早期的解析预测。我们得出结论，盘面碎裂不太可能在半径 <40 AU 处围绕类太阳恒星产生巨行星。
引用
@article{arxiv.0709.0966,
title = {Can giant planets form by gravitational fragmentation of discs?},
author = {Dimitris Stamatellos and Anthony P. Whitworth},
journal= {arXiv preprint arXiv:0709.0966},
year = {2009}
}
备注
Accepted by A&A, 10 pages, high-resolution available at http://www.astro.cf.ac.uk/pub/Dimitrios.Stamatellos/publications/