通过局部玩具模型关联原行星盘中的星子与尘埃含量

如果星子形成是一个高效的过程，正如若干涉及卵石云引力坍缩的模型所暗示的那样，那么在不久之后，很大一部分原初尘埃质量应当被吸收进许多公里尺度的天体中。充分理解年轻恒星周围盘中固体的总量对行星形成理论至关重要。但由于毫米以上尺寸粒子的质量无法通过观测评估，人们必须追问有多少质量隐藏在更大的天体中。我们进行零维局部模拟，研究星子与尘埃和卵石的比例随时间如何演化，并针对给定盘龄下一定量尘埃和卵石所对应的潜在星子质量建立理解。我们基于一个考虑尘埃增长、星子形成以及星子碰撞碎裂而忽略径向输运过程的模型开展参数研究。虽然在早期尘埃是主导的固体粒子种类，但存在一个阶段，大约从 $10^4 - 10^6$ yr 开始，星子占据总质量的显著部分。该阶段的出现时间与最大总星子质量强烈依赖于到恒星的距离 $R$、初始盘质量以及星子形成效率 $\epsilon$。大约 $10^6$ yr 之后，我们的模型预测星子碰撞占主导，从而补充小粒子。在我们的模型中，星子在盘中快速且各处形成。对于给定的 $\epsilon$，我们能够将给定盘的尘埃含量与质量关联到其星子含量，为我们提供了关于固体质量分布及其对底层物理过程依赖性的有益基本直觉。