晚型M矮星周围巨行星的形成：卵石吸积与行星-行星碰撞

我们提出一种卵石驱动的核心吸积情景，以解释围绕 $M_{\star}{=}0.1{-}0.2 \ M_{\odot}$ 的晚型M矮星的巨行星形成。为探索巨行星形成的最优盘条件，我们进行了N体模拟，研究在同时具有内部黏滞加热区和外部恒星辐照区的盘中，单颗与多颗原行星的生长及动力学演化。原行星的初始质量要么假定为等于 $0.01 \ M_{\oplus}$，要么基于由流不稳定性模拟导出的公式计算。我们的发现表明，质量更大的行星更可能在寿命更长、固体质量更高、盘湍流为中等至高水平且原行星初始质量更大的盘中形成。在单原行星生长情形下，可达到的最高行星核质量通常低于触发快速气体吸积所需的阈值，这阻碍了巨行星的形成。然而，在多原行星情形下，核可借助频繁的行星-行星碰撞超过卵石隔离质量屏障。这进而加速其气体吸积并促进巨行星形成，使生长巨行星的最优参数空间显著拓宽。综上，我们的结果表明，即使在极低质量恒星宿主周围，当月球质量原行星先由星子吸积产生、随后在卵石储库供给 ${>}50 \ M_{\oplus}$ 且湍流水平 $\alpha_{\rm t} {\sim} 10^{-3}{-}10^{-2}$ 的盘中通过卵石吸积与行星-行星碰撞快速生长时，轨道周期 ${\lesssim}100$ 天的巨行星仍有可能形成。