辐射环境对原恒星盘演化与碎片化的影响

我们对分子云进行高分辨率的放大仿真，模拟其暴露于星际辐射场及宇宙射线电离率，可达日系邻近环境的千倍强度。我们详细描绘了每场仿真中首个原恒星周围形成的吸积盘演化过程，共计7个盘，演化至约10万年。采用放大方法，使亚米尺度的盘被良好分辨（分辨率<0.25 au），同时保留更大尺度（秒标尺）分子云的结构。我们发现，辐射场更强的环境下的盘更为致密、更热、更重。同样，其宿主恒星因从周围环境中更快地吸积，最终演化为更质量更大的恒星。所有盘在仿真过程中均显示出反复不稳定的迹象，但只有部分盘会发生碎片化。我们检验了诸多稳定性指标（如Toomre Q、α黏性及β冷却参数）是否能预测碎片化，通过在盘碎片化前计算这些指标。我们发现，这些指标通常无法实现预测，由于盘在碎片化前数百年仍显得稳定。在类似太阳的环境下，碎片通常为行星质量，且常迁移至盘中心；而在高辐射环境下的碎片质量更大（>0.1倍太阳质量），且完全破坏/吸积于原盘中。我们得出结论，环星盘的演化与性质取决于其辐射环境与物理环境。