通过引力不稳定性和凝聚形成星子的N体模拟。II. 吸积模型

尘埃层的引力不稳定性是星子形成的场景之一。如果由于尘埃颗粒向原行星盘中平面沉降导致尘埃层密度变得足够高，该层将变得引力不稳定并自发碎裂成星子。使用剪切盒方法，我们进行了无气体情况下尘埃层引力不稳定性和随后凝聚的局部$N$体模拟，并研究了星子的基本形成过程。在本文中，我们采用吸积模型作为碰撞模型。一对引力束缚的粒子被替换为一个具有该对总质量的单个粒子。这种吸积模型使我们能够进行长期和大规模计算。我们确认了星子的形成过程与之前使用碎石堆模型的论文相同。形成过程分为三个阶段：非轴对称结构的形成、星子种子的产生及其碰撞增长。我们研究了星子质量对模拟域大小的依赖性。我们发现，模拟中形成的星子平均质量与$L_y^{3/2}$成正比，其中$L_y$是计算域在旋转方向上的大小。然而，如果$L_x$足够大，星子的平均质量与$L_x$无关，其中$L_x$是计算域在径向方向上的大小。我们提出了考虑模拟域大小的星子质量估计公式。