演化原行星盘中通过卵石吸积的行星生长

行星的形成依赖于其下的原行星盘结构，该结构影响嵌入行星的吸积率和迁移率。盘本身在数百万年的时间尺度上演化，在此期间，随着物质吸积到中心恒星上，温度和密度分布均发生变化。在此，我们使用一个演化盘的详细模型来确定行星通过卵石吸积的生长及其在盘中的迁移。达到卵石隔离质量的内核会吸积气体，最终形成具有广阔气体包层的巨行星，而未达到卵石隔离质量的行星则滞留为冰巨行星和仅在其包层中含有少量气体的冰行星。与早期的种群合成模型不同，我们的模型无需任何人为降低迁移速度即可工作，且适用于气体和尘埃柱密度与观测推断值相似的原行星盘。我们发现，在我们的标称盘模型中，行星胚胎的出现最好发生在大约2 Myr之后，以便不仅形成气态巨行星，还能形成冰巨行星和更小的行星。高卵石吸积率确保了在所有轨道距离上都能达到气体吸积所需的临界内核质量。然而，气态巨行星仍会因迁移而经历半长轴的显著减小。若考虑通过星子吸积实现行星生长，我们证明形成时标过长，无法与迁移时标和原行星盘的耗散时间竞争。总而言之，我们发现卵石吸积克服了在演化原行星盘中形成冰巨行星和气态巨行星的许多挑战。