磁化年轻原行星盘中碎裂与亚木星团块性质的表征

我们研究了在自引力盘的三维电阻MHD模拟中形成的原行星团块的初始发展、结构与演化。磁场通过最近确认的引力不稳定性发电机（Riols & Latter 2018; Deng et al. 2020）增长。团块被识别出来，并且其演化在时间上被精细地向前和向后追踪。将其性质与演化路径同无磁场的伴随模拟中的团块进行比较。我们发现，磁场与转动能在团块外区重要，而在核心区，尽管有显著的磁场放大，热压力在对抗引力上最为重要。团块内湍动能的尺度小于磁能。与无磁团块相比，转动不显著，导致角动量更低，与观测更为吻合。为理解MHD模拟中形成的团块极低的亚木星质量，我们重访磁化薄片的扰动理论，发现了先前提出的低剪切区磁化不稳定性的支持证据。这有助于解释为何碎裂发生的尺度比Toomre质量小一个量级以上。更小的碎裂尺度与团块包层中的高磁压解释了为何磁化盘中的团块通常处于超级地球到海王星质量区间，而非传统盘不稳定性中的超级木星。我们的发现提出了一种替代核吸积的可行方案，以解释中等质量行星的广泛形成。