偏心行星胚胎周围的弓激波中球粒的形成

Dauphas & Pourmond (2011) 对火星陨石的近期同位素研究证实，在太阳星云中存在大型（半径约 3000 km）行星胚胎的同时，球粒（陨石中发现的毫米级火成包裹体）也在形成。我们模拟了球粒通过处于偏心轨道的此类行星胚胎周围的弓激波而形成的过程。我们对流动的流体力学进行了数值模拟，发现如此大的天体能够保留大气层，且 Kelvin-Helmholtz 不稳定性允许该大气层与流经胚胎的气体和粒子发生混合。我们计算了流经该天体的球粒的轨迹，发现它们并未被原行星吸积，而是可能流经从该行星岩浆洋释放出的挥发物。相比之下，球粒会被吸积到较小的微行星上。我们计算了穿过弓激波的球粒的热历史。我们发现，假设球粒密度比太阳星云可能的平均值适度提高（10倍，归因于球粒前体沉降到星云盘中面或湍流聚集），其峰值温度和冷却速率与大多数球粒的主要斑状结构形成过程一致。我们计算了行星胚胎偏心率的阻尼率，并得出结论：一个散射到偏心轨道上的单个行星胚胎可以在约 10e5 年内产生约 10e24 克的球粒。原则上，少数（1-10个）偏心行星胚胎能够以符合所有已知约束条件的方式熔融出所观测到的球粒质量。