巨型气态原行星的核形成

计算了由盘不稳定性形成的气态巨行星原行星中硅酸盐颗粒的沉降速率，原行星质量范围为 1 土星质量到 10 木星质量。发现质量大于或等于 5 木星质量的巨型原行星温度过高，无法通过颗粒沉降形成硅酸盐核。较小的原行星温度足够低，允许颗粒沉降和核形成。低质量原行星中发生颗粒沉降和核形成，是因为其收缩速率慢且内部温度低。预测大质量巨行星将没有核，而较小的行星将具有小的岩石核，其质量取决于行星质量、星体内固体含量以及盘环境。发现原行星温度过高，无法存在冰颗粒，因此预测核中不含任何冰。建议低质量巨行星的大气层与质量更大的行星相比，缺乏耐火元素。这些预测为气态巨行星形成的盘不稳定性模型提供了检验。发现木星和土星的核质量分别约为 0.25 地球质量和 0.5 地球质量。如果考虑星子吸积，木星和土星的核质量可以显著增大。最终核质量将取决于星子大小、星子形成的时间以及添加到原行星中的物质的尺寸分布。木星的核质量可以在 2 到 12 地球质量之间变化。发现土星的核质量约为 8 地球质量。