嵌入式超级地球的气包 II. 三维等温模拟

嵌入原行星盘中的大质量行星核被认为会吸积广延大气，为形成气态巨行星与富气超级地球提供了一条途径。这些大气的性质强烈依赖于大气与周围盘之间耦合的性质。我们通过三维无黏与等温流体动力学模拟，考察了大质量行星核周围气态包层的形成。我们聚焦于随着核质量从低（亚热）到高（过热）值变化时效包层性质的变化，这一区间与近距超级地球相关。我们表明，诸如转动支撑或湍流混合程度等全局包层性质，主要对核的 Bondi 半径与其物理尺寸之比敏感。高质量核由沿极轴到达并在包层最致密部分激波的超声速流入供给，驱动湍流与质量吸积。气体在赤道面流出核的 Hill 球，描述了穿过包层的全局质量环流。核表面顶部的激波气体壳层划定了来自周围盘的气体进行慢速（内部）与快速（外部）物质再循环的区域。尽管再循环阻碍了向气态巨行星的失控增长，原行星大气的内部区域较不易受混合影响，可能保持束缚于行星。