通过卵石吸积形成太阳系巨行星核的挑战

尽管约 10 个地球质量的岩石/冰核被普遍认为是气态巨行星形成的先决条件，但理论模型仍难以解释这些胚胎如何在气体星周盘的寿命内形成。近年来，空气动力学辅助的“卵石”（尺寸从厘米到米不等的物体）吸积被提议作为解决这一长期问题的潜在方案。虽然卵石吸积在关注单个行星胚胎附近卵石详细行为的局部模拟中已被证明极其有效，但迄今为止，尚无全局模拟能证明卵石吸积在更复杂的多行星环境中的有效性。因此，我们将空气动力学辅助吸积物理过程整合到 LIPAD 中，这是一种可追踪原行星系统碰撞/吸积/动力学演化的拉格朗日代码，旨在研究卵石吸积在更宏大的行星形成图景中如何表现。我们发现，在一般条件下，卵石吸积自然会导致一种“寡头”式增长，即大量星子成长为大小相似的行星。特别是，我们的模拟倾向于在 4 至 10 AU 之间形成数百个火星和地球质量的天体。虽然部分寡头的合并可能使其增长到足以形成巨行星核的质量，但残留的寡头会导致与我们太阳系不一致的行星系统。我们研究了文献中提出的各种观点（包括蒸发前沿和行星陷阱），发现没有任何一种能轻易克服这种趋向寡头增长的倾向。