自引力原行星盘中通过碎裂形成星子

气态行星形成的标准核吸积模型中一个未解决的问题是，公里大小的星子如何从最初微米大小的尘埃颗粒形成。超过米级尺度的固体增长可能很困难，因为粘附效率变得非常低，而且这些粒子应该会迅速迁移到中心恒星。我们在此利用包含固体颗粒引力影响的模拟，研究了米级粒子在自引力吸积盘中的演化。米级粒子在盘中存在的螺旋结构中强烈聚集，如果固体与气体的密度比足够高，它们可以因自身引力而碎裂，直接形成星子。这一结果表明，星子形成可能发生在恒星形成过程的非常早期，此时盘仍然足够大以至于能够自引力束缚。该过程对固体表面密度的依赖性也与系外行星优先出现在高金属丰度恒星周围的观测结果一致。