尘埃环结构引力不稳定性导致的星子形成
地球与行星天体物理
2023-03-29 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
我们研究了自引力尘埃环结构的引力不稳定性（GI）及其引力坍缩形成星子的过程。自引力环结构的归一化色散关系包含两个与其宽度和线质量（单位长度的质量）相关的参数。我们遍历这些参数并计算增长率与波数。此外，我们研究了由原行星盘长期引力不稳定性增长所形成的环的 GI 增长而导致星子形成的过程。我们采用一个质量大、富尘埃的盘作为盘模型。我们发现环 GI 导致碎裂的半径范围随环宽度变化。环宽度越小，环 GI 的最内半径也越小。我们还确定了由环 GI 碎裂产生的初始星子质量范围。我们的结果表明，碎裂后新生星子质量可高达 10^28 g。若环宽度为环半径的 0.1%，则质量可低至约 10^25 g，且下限随环宽度增大而提高。此外，我们得到了星子质量上下限的近似公式。我们预言，由于作用于收缩尘埃的科里奥利力，由环 GI 形成的星子具有顺行自转。这与许多跨海王星双星呈现顺行自转的事实一致。
引用
@article{arxiv.2211.02311,
title = {Planetesimal formation by the gravitational instability of dust ring structures},
author = {Sanemichi Z. Takahashi and Eiichiro Kokubo and Shu-ichiro Inutsuka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.02311},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 14 figures. Accepted for publication in the Astrophysical Journal