自生盘结构中小粒尘埃的引力坍缩

行星形成可能比此前预期的要早得多，当原始盘仍巨大且引力不稳定时。有人提出固体颗粒可以在自生盘的螺旋臂中浓集，从而形成行星胚胎或核心，可大大加快行星形成进程。我们进行了三维剪切盒模拟，探讨自生气体甚至比此前研究更小的尘埃颗粒形成这些行星种子所需的条件。我们 focus 在 dimensionless stopping time 为 $\mathrm{St}=0.01$ 且更短的小颗粒，发现盘金属度 $Z \gtrsim 0.02$ 可克服这些小颗粒之间的尘埃扩散的破坏性作用。在引力不稳定盘的外部范围，这些模型对应约为 $1\,\mathrm{mm}$ 的颗粒，导致行星胚胎质量在 $0.1$ 到 $1$ 地球质量之间。因此，这些行星胚胎的形成可能缩短装配行星的时间，特别是在盘的外部区域，因为在那里共聚 timescales 更长，固体增长受限。