探索通过流不稳定性形成星子与通过卵石吸积形成行星系统的条件

流不稳定性和卵石吸积是两种物理机制，已证明它们分别具有驱动星子形成和包含多种行星类型的行星系统增长的潜力。在此，我们探索了原行星盘在湍流强度、Stokes 数和初始盘大小方面的条件，这些条件需要满足：(i) 通过流不稳定性形成星子，(ii) 在冷轨道上形成气态巨行星，(iii) 在恒星附近形成超级地球和亚海王星，以及 (iv) 在温和轨道上形成岩石行星胚胎。我们确定了 St=0.01 和 St=0.03 之间的最佳 Stokes 数范围，在该范围内所有三类行星均可形成，并且流不稳定性在略微升高的卵石金属度下被触发。冷气态巨行星要求湍流强度至多为 $\delta=10^{-4}$，并且还需要较大的初始盘大小以从延长的卵石通量中受益；超级地球和岩石行星胚胎能容忍更高的湍流强度，类似于为垂直剪切不稳定性测量的值。由于卵石通量短暂，较高的 Stokes 数 St=0.1 不利于冷气态巨行星的形成。对于低于 St=0.003 的 Stokes 数，需要极低的湍流值（$\delta<10^{-5}$）才能形成冷气态巨行星。我们强调了气体向盘风的损失、由热力矩或动力学力矩导致的迁移速度降低，或外盘中压力凸起的存在，如何能够增加冷气态巨行星形成的参数空间。我们解析地推导出，如果星子在原行星盘演化的最早阶段形成，则由流不稳定性形成的最大星子的质量与卵石吸积变得有效的阈值质量具有相似的量级。