一窝中的矮子：为什么通过引力不稳定性形成的行星只能是失败的联星

最近直接成像的发现揭示了一类新的围绕A型星的大质量、远距离行星。这些宽轨道巨行星被解释为由引力不稳定性驱动的行星形成的迹象，但这种机制的可行性并不明确。在本文中，我们首先讨论了碎裂的局部条件和初始碎片质量尺度。然后，我们考虑了碎片的后续增长能否终止于行星质量范围内。最后，我们将盘置于恒星形成和盘演化模型的更大背景下。我们发现，为了使引力不稳定性产生行星，盘必须异常寒冷以降低初始碎片质量。此外，碎裂必须发生在盘演化的一个狭窄窗口内，即在物质内落基本停止之后，但盘仍有足够质量经历引力不稳定性之时。在更典型的条件下，盘生天体很可能增长到远高于氘燃烧行星质量极限。我们得出结论，如果行星是通过引力不稳定性形成的，那么它们必须是盘生伴星质量分布的低质量尾端。为了验证这一理论，正在进行的直接成像巡天必须发现更多围绕A型星的褐矮星和M型星伴星。它们的缺失将表明行星是由不同的机制形成的，例如核吸积，这与在这些系统中探测到的碎片盘是一致的。