嵌入原行星盘的原行星的演化与存活

我们考虑盘的存在，对由盘不稳定性机制在不同径向距离形成的木星质量原行星的演化进行了建模。使用三种不同的盘模型，发现在径向距离 $\lesssim$ 5-10 AU 处新形成的木星质量原行星无法经历动力学坍缩并进一步演化为引力束缚的行星。因此我们得出结论：{\it 如果巨行星由引力不稳定性机制形成，它们必须在其演化的前约 $10^5-10^6$ 年内形成并保持在大径向距离处}。在使用 $\dot{M}=10^{-6} M_{Sun}/yr$ 且 $\alpha=10^{-2}$ 的盘模型下，1 个土星质量、3 个和 5 个木星质量的原行星能够演化的最小径向距离分别为 12、9 和 7 AU。此外，还研究了气体吸积对木星质量原行星的行星演化的影响。结果表明，气体吸积可以大幅缩短坍缩前的时间尺度。我们的研究表明，坍缩前阶段的时间尺度不仅取决于行星质量，而且在很大程度上受盘的存在和有效气体吸积的影响。