自重积累盘中的碎片化条件探讨

自重气体积累盘中的碎片化问题，对于活跃星系核中的恒星形成，以及环星盘中的气体行星或棕矮星形成具有重要意义。已确立，当盘在局部动力学时间尺度内冷却时，碎片化会发生；而对于更长的冷却时间，盘将达到热平衡下的准稳态，冷却速率由引力应力提供热能平衡。我们在此研究碎片化边界如何取决于所假设的状态方程。我们发现，随着比热比γ的降低，引发碎片化所需的冷却时间增加，当γ = 7/5时，冷却时间超过局部动力学时间尺度。这一结果可以容易地解释为：自重盘在准平衡状态下所能维持的最大应力（以当地盘压力为单位）是有限的。若冷却时间使得达到热平衡所需的应力超过这一值，则会发生碎片化，与γ无关。这一结果表明，准稳态自重盘永远无法产生导致黏性α参数超过约0.06的应力。