引力主导星子的撞击侵蚀模型

破坏性碰撞一直被认为是行星形成的重要过程，而非破坏性的小规模碰撞（以下简称侵蚀性碰撞）在许多研究中被低估或忽略。然而，最近的研究表明，侵蚀性碰撞对行星的增长也很重要，因为它们比破坏性碰撞频繁得多。尽管破坏性碰撞的比撞击能阈值（Q_RD^*）已得到充分研究，但目前尚无可靠的侵蚀性碰撞模型。在本研究中，我们使用光滑粒子流体动力学方法，在从破坏性碰撞（Q_R ~ Q_RD^*）到侵蚀性碰撞（Q_R << Q_RD^*）的广泛比撞击能（Q_R）范围内，系统地对引力主导星子进行了撞击模拟。我们发现，按总质量归一化的抛射质量（M_ej/M_tot）取决于数值分辨率、目标半径（R_tar）和撞击速度（v_imp），以及Q_R，但在所研究的参数范围内（R_tar = 30-300 km，v_imp = 2-5 km/s），它可以很好地用Q_RD^*进行缩放。这意味着在这些参数范围内，M_ej/M_tot 仅取决于 Q_R/Q_RD^*。我们证实，对于侵蚀性弱得多的碰撞（Q_R < 0.01 Q_RD^*），各种撞击角度下的碰撞结果收敛于对平面目标的撞击结果，并且 M_ej/M_tot = C * QR/QRD* 成立。对于破坏性碰撞（Q_R ~ Q_RD^*），目标的曲率对 Mej/Mtot 有显著影响。我们还检查了 M_ej/M_tot 的角度平均值，发现数值得到的平均角度 M_ej/M_tot 与 Q_R/Q_RD^* 之间的关系与45度撞击的情况非常相似。我们基于数值模拟提出了一个新的侵蚀模型，以供未来研究带有碰撞侵蚀的行星形成之用。