通过气体盘引力不稳定性在一系列原恒星 M 矮星周围形成气态巨行星

近期通过凌星与视向速度（RV）巡天在 M 矮星周围发现的气态巨行星（GEMS）难以用核吸积模型解释。我们在此展示一组同质的 162 个引力不稳定气体盘模型。这些模型作为存在性证明，表明质量大于 0.1 木星质量的气态巨行星可通过气体盘引力不稳定性（GDGI）机制在 M 矮星周围形成，以便与观测到的系外行星人口统计及 M 矮星原行星盘质量估计相比较。我们使用 Enzo 2.6 自适应网格加密（AMR）三维流体动力学代码，追踪在绕质量从 0.1 $M_\odot$ 到 0.5 $M_\odot$ 的 M 矮星运行的引力不稳定气体盘中气态巨行星原行星的形成与初始轨道演化。气体盘质量在过低而无法快速形成气态巨行星的盘到形成众多气态巨行星的盘之间变化，从而揭示 GDGI 机制在 M 矮星周围形成气态巨行星所需的临界盘质量。盘质量从 0.01 $M_\odot$ 变化到 0.05 $M_\odot$，所探索的盘与恒星质量比范围为 0.04 到 0.3。模型具有不同初始外盘温度（10 K 到 60 K）和不同水平的 AMR 网格空间分辨率，为每个恒星质量产生一个预期气态巨行星原行星样本。广义而言，GDGI 机制在 M 矮星周围形成气态巨行星原行星至少需要 0.02 $M_\odot$ 的盘质量。