成千上万的行星状体：在极大计算域中模拟流动不稳定

流动不稳定是原子盘中泥砾颗粒自发聚集成密集纤维束的机制，这些纤维束在达到罗oche 密度后会引发引力坍缩形成行星状体。然而，纤维束在轨道方向的延伸程度尚未得到充分阐述，这源于文献中聚焦于小规模模拟域，无法确定流动不稳定在大尺度上的行为。我们在此提出了尺度高度最高可达6.4的计算盒子中的流动不稳定模拟，这相当于通常考虑的模拟域的32倍，几乎是体积的1000倍。我们发现，流动不稳定在非线性状态下的纤维束的方位角范围限制在约1个气体尺度高度内。因此，流动不稳定不会将泥砾密度场转化为轴对称环形结构；相反，非线性状态的流动不稳定呈现为松散连接纤维束的复杂结构。纳入泥砾自身引力后，我们的模拟可形成最高4000个行星状体。这使我们能够以显著更高的统计置信度探测行星状体初始质量函数的高质量端。我们发现，该端点良好地由一个陡峭的指数衰减所描述。由于模拟分辨率适中——这是一种在大尺度域中必要的权衡——质量分布在低质量端不完整。即便如此，在较低质量处，我们仍然再现了以往研究确立的分布幂律形状。