由流动不稳定性形成的星子的初始质量函数
地球与行星天体物理
2017-01-04 v2
摘要
流动不稳定性是一种将固体颗粒聚集到过密细丝中并经历引力坍缩形成星子的机制。然而，这些星子的初始质量函数如何依赖于数值模拟的盒子尺寸仍不清楚。为解决这一问题，我们进行了迄今最大盒子尺寸的星子形成模拟，使星子能够在多个细丝中同时形成，而这些细丝只能在此类大型模拟盒子中出现。在我们的模拟中，形成了尺寸在80公里至数百公里之间的星子。我们发现，在高质量端具有较为平缓的指数截断的幂律比积分幂律更能代表累积诞生质量函数。指数截断的陡峭程度在很大程度上独立于盒子尺寸和分辨率，而我们所采用的分辨率下幂律指数并未受到约束。此外，我们发现指数截断的特征质量标度与每个细丝中的质量预算相关联。结合此前对小盒子域的高分辨率模拟研究，我们的结果表明，星子的累积诞生质量函数与一个指数截断幂律一致，其幂律指数约为-1.6，指数截断的陡峭程度在0.3–0.4范围内。
引用
@article{arxiv.1611.02285,
title = {Initial mass function of planetesimals formed by the streaming instability},
author = {Urs Schäfer and Chao-Chin Yang and Anders Johansen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.02285},
year = {2017}
}
备注
11 pages, 5 figures, 3 tables; accepted for publication in Astronomy & Astrophysics; language editing completed