自引力原行星盘的碎裂判据

我们研究了巨质量自引力盘中的碎裂判据。我们提出了对碎裂条件的新分析，并通过进行全局三维数值模拟进行了检验。虽然先前的工作强调了以轨道时标为单位的冷却时标β，但我们发现，在给定半径处，面质量密度（即盘质量和轮廓）以及恒星质量在决定盘是否碎裂以及碎片在盘中何处形成方面也起着关键作用。我们发现，对于浅的面质量密度轮廓（p<2，其中Σ∝R^{-p}），碎片在盘的外部区域形成。然而，对于陡峭的面质量密度轮廓（p≳2），碎片在盘的内部区域形成。此外，我们还发现，先前模拟中发现的以轨道时标为单位的冷却时标临界值仅适用于某些盘面质量密度轮廓和特定盘半径，并非所有盘的通用规则。我们找到了一个经验性的碎裂判据，该判据关联了以轨道时标为单位的冷却时标β、面质量密度、恒星质量和半径。