星子形成始于雪线

星子形成阶段是我们理解行星形成过程的一个主要空白。晚期行星吸积模型通常对星子和卵石的分布做出任意假设，而尘埃演化模型则预测星子形成仅在特定轨道距离处可能发生。我们旨在检验水雪线在原行星盘气体丰富阶段触发首批星子形成的重要性，此时巨行星的核必须形成。我们将气体盘演化、尘埃生长与碎裂、水冰蒸发与再凝结，以及固体和水蒸气的输运，以及通过流不稳定性形成星子的过程，连接成一个单一的一维原行星盘演化模型。我们发现，发生在雪线附近的过程通过两种方式促进星子形成。首先，由于湿聚集体和干聚集体之间粘附性质的改变，雪线内侧出现“交通堵塞”，减缓了固体向恒星的沉降。其次，冰的蒸发和水的向外扩散及其随后的再凝结，增加了冰质卵石的丰度，这些卵石通过流不稳定性在雪线外侧触发星子形成。星子形成受到生长障碍和径向漂移的阻碍，因此需要特定条件才能发生。雪线是一个有利的位置，在广泛的条件范围内星子形成是可能的，但并非在所有原行星盘模型中都能发生。这一过程在体积大、温度低、内禀湍流弱且初始尘埃-气体比增加的盘中尤其得到促进。