活动星系核中超大质量黑洞周围的行星形成

作为尘埃增长基本过程的自然结果，我们发现了一类可在超大质量黑洞（SMBHs）周围形成的新行星。我们研究了一条从亚微米级冰尘单体到位于低光度活动星系核（AGNs）中距 SMBHs 数秒差距处“雪线”之外的地球尺度天体的增长路径。与原行星盘不同，“径向漂移障碍”并不会阻止星子形成。在演化的早期阶段，尘埃颗粒间较低的碰撞速度促进了黏附，因此尘埃团聚体的内密度随增长而降低。当多孔团聚体的尺寸达到 0.1–1 cm 时，碰撞压缩变得有效，内密度的降低停止。一旦形成 10–100 m 尺寸的团聚体，它们便与气体湍流脱耦，团聚体层变得引力不稳定，并通过该层的碎裂形成质量为地球十倍的行星。增长时间尺度取决于核周盘湍流强度和黑洞质量 $M_{BH}$，对于低质量（$M_{BH} \sim 10^6 M_\odot$）SMBHs，其与 AGN 寿命（$\sim 10^8$ yr）相当。