自引力盘中的星子形成——涡旋对尘埃的捕获
地球与行星天体物理
2015-09-30 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
米级巨砾在原行星盘中生长为公里级星子的机制是当前活跃研究的课题，因为其对行星形成至关重要。为避免由于气动阻力螺旋坠入原恒星，物体必须从与气体紧密耦合的厘米级卵石快速生长为直径1-100米的大巨砾。众所周知，盘中气体组分的过密度提供了固体收集的潜在位置，且盘中气体组分的显著密度结构（如螺旋密度波）能足够高效地捕获固体，使得盘的固体组分因其自身自引力而发生进一步引力坍缩。本工作中，我们采用 PENCIL CODE 对大质量自引力原行星盘进行局部剪切盒模拟，以研究反气旋瞬变涡旋或涡流对这些盘中固体演化的影响。我们发现此类结构在浓缩摩擦时间与盘局地轨道周期相当或更小的细小及中等尺寸尘埃颗粒方面极为高效。这可导致盘固体组分的显著过密度，其密度增强与螺旋密度波内的增强相当甚至更高；从而提高了固体引力坍缩成束缚结构的速率。
引用
@article{arxiv.1508.02879,
title = {Planetesimal formation in self-gravitating discs -- dust trapping by vortices},
author = {P. G. Gibbons and G. R. Mamatsashvili and W. K. M. Rice},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.02879},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 9 figures, accepted for publication in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1404.6953