稳态环行星盘中通过碰撞尘埃生长形成卫星星子

木星周围的冰卫星被认为形成于环行星盘中。尽管先前模型聚焦于从卫星星子开始的卫星形成，但卫星星子如何由更小尘埃粒子形成的问题迄今未被探讨。本工作中，我们研究卫星星子在环行星盘中原位形成的可能性。我们计算了稳态环行星盘中冰尘粒子的面密度和代表性尺寸的径向分布，这些粒子通过相互碰撞生长，并向中心行星漂移，且该盘有来自父原行星盘的持续气体和尘埃供给。若环行星盘的尘埃与气体吸积率之比 $\dot{M}_{\mathrm{d}}/\dot{M}_{\mathrm{g}}$ 较高，且湍流强度 $\alpha$ 不太低，则径向漂移障碍可被克服。当 $\alpha$ 较低时，碰撞速度低于碎裂临界速度。综合来看，我们发现通过尘埃凝聚形成卫星星子的条件为 $\dot{M}_{\mathrm{d}}/\dot{M}_{\mathrm{g}}\ge1$ 且 $10^{-4}\le\alpha<10^{-2}$。前一条件通常难以满足，表明通过粒子黏附的原位卫星星子形成仅在极端条件下可行。我们还表明，只要 $\dot{M}_{\mathrm{d}}/\dot{M}_{\mathrm{g}}$ 较低，无论是通过多孔团聚体碰撞生长还是通过流不稳定性形成卫星星子都不可行。