气体阻力与行星迁移对卵石吸积的联合效应

我们利用 RoSSBi 代码进行的二维双流体模拟，研究了迁移行星（$10<M_p<20$ 地球质量）对辐射盘中卵石动力学的影响。迁移行星激发的波与气体上的阻力反作用共同产生了卵石通量的复杂演化。这些波激发纬向流，充当尘埃陷阱并积聚卵石。由于阻力反作用，开尔文-亥姆霍兹不稳定性发展起来，生成含有数个地球质量固体物质的湍流尘埃环，其中很可能发生星子形成。行星质量越大，尘埃环形成越快。在与行星迁移的竞争下，该过程触发多个尘埃环，其径向间距按 $1/M_p$ 缩放。我们发现约在 $13$ 地球质量处存在一转折：低于此值，卵石被阻挡在行星轨道内侧，但行星上的卵石吸积仍持续；高于此值，尘埃环区域内的阻力反作用使压力分布变平，同时行星迁移，限制了通过卵石吸积的进一步增长。这一新的“卵石隔离质量”约为文献中常见值的二分之一。这缩短了超级地球行星的整体形成时标，同时因其进一步吸积受抑而有利于其在盘耗散后的存留。最后，我们的结果支持木星通过卵石与星子吸积共同形成的混合模型。