恒星双星系统中的行星形成：星子生长的全局模拟

在诸如 $\gamma$ Cephei（半长轴约为 20 AU）这类紧密偏心双星系统的单个子星周围形成行星，在理论上具有挑战性，因为星子之间会发生破坏性的高速碰撞。尽管存在这一碎裂屏障，已知行星仍存在于这样的轨道构型中。在此，我们提出了一种新的数值框架，用于执行星子生长的多环凝聚-碎裂计算，该框架充分考虑了双星系统中星子动力学的特性、星子碰撞结果的细节，以及由气体阻力驱动的内旋所导致盘中固体物质的径向传输。我们的动力学输入恰当纳入了偏心伴星和星子所处的有质量非轴对称原行星盘的引力效应，以及气体阻力。我们确定了一组盘参数，使得在诸如 $\gamma$ Cephei 或 $\alpha$ Centauri 这类系统中，从 $1-10$ km 大小的天体出发能够成功实现星子生长。我们将原行星盘与双星轨道的近心点对齐确定为星子成功生长的关键条件之一：这自然会导致盘中出现一个动力学宁静区域（只要盘偏心率为百分之几量级），该区域具备有利于星子生长的条件。考虑原行星盘的引力效应对于得出这一结论起到了关键作用，这与我们先前的结果一致。这些发现为流不稳定性作为星子形成机制提供了支持。它们为双星和单星周围的行星形成理论，以及双星中原行星盘的流体动力学模拟（我们为此确定了一组需验证的关键诊断指标）提供了重要见解。