湍流星周盘中快速形成的星子
摘要
星周气体盘中行星形成的初始阶段是通过尘埃颗粒碰撞并积聚成越来越大的天体进行的 (Safronov 1969)。这一过程如何从米级巨石延续到千米级星子是一个尚未解决的主要问题 (Dominik et al. 2007)：巨石难以相互粘附 (Benz 2000)，并且由于来自旋转较慢气体的顶头风 (Weidenschilling 1977)，会在几百个轨道周期内螺旋落入原恒星。有人提出固体成分的引力坍缩可以克服这一障碍 (Safronov 1969, Goldreich & Ward 1973, Youdin & Shu 2002)。然而，即使是低水平的湍流也会抑制固体沉降到足够稠密的中平面层 (Weidenschilling & Cuzzi 1993, Dominik et al. 2007)，但必须存在湍流才能解释原恒星盘中观测到的气体吸积 (Hartmann 1998)。在此，我们报告了在中平面局部过密区域中巨石发生高效引力坍缩的发现。巨石最初集中在湍流气体中的瞬态高压区 (Johansen, Klahr, & Henning 2006)，而这些集中区又因气体与固体相对流动驱动的 streaming instability (Youdin & Goodman 2005, Johansen, Henning, & Klahr 2006, Johansen & Youdin 2007) 而进一步增强了一个数量级。我们发现形成了引力束缚的星团，其质量与矮行星相当，并包含不同尺寸的巨石分布。引力坍缩的发生速度远快于径向漂移，为吸积星周盘中星子的形成提供了一条可能的途径。
引用
@article{arxiv.0708.3890,
title = {Rapid planetesimal formation in turbulent circumstellar discs},
author = {Anders Johansen and Jeffrey S. Oishi and Mordecai-Mark Mac Low and Hubert Klahr and Thomas Henning and Andrew Youdin},
journal= {arXiv preprint arXiv:0708.3890},
year = {2015}
}
备注
To appear in Nature (30 August 2007 issue). 18 pages (in referee mode), 3 figures. Supplementary Information can be found at 0708.3893