从尘埃到行星 I：星子与胚胎的形成

行星形成模型以原胚胎和星子已完全形成为起点，遗漏了关键的一步，即星子/原胚胎的形成。在本工作中，我们纳入了由卵石在短寿命压力凸起中被捕获而产生星子和原胚胎的处方，在热演化的黏性盘中考察原胚胎和星子在整个盘中的尺寸与分布。我们发现星子尺寸随轨道距离增大，从靠近恒星处的约 10 km 到更远处的数百公里。原胚胎质量也被发现随轨道半径增大，从冰线附近 $10^{-6} M_{\rm \oplus}$ 到冥王星轨道附近的 $10^{-3} M_{\rm \oplus}$。我们纳入卵石和星子吸积的处方，以考察原胚胎能达到的质量。靠近恒星处，由于星子较小，星子吸积高效；而卵石吸积在卵石尺寸受破碎限制时高效，但在漂移主导时因卵石供给减少前吸积率较低而低效。冰线以外，由于星子偏心率增大，星子吸积变得低效；而随着初始原胚胎质量增大，卵石吸积变得更高效，使它们在卵石供给耗尽前能显著增长。结合两种情形可在更大距离处形成更重的原胚胎，因为星子吸积使卵石吸积更高效，从而允许巨行星核在远至 10 au 的距离形成。通过纳入更真实的初始原胚胎和星子尺寸，以及组合吸积情形，应能对行星及行星系统从生到成的全过程有更完整的理解。