迈向行星形成的确定性模型 V：冰线附近的吸积

我们探讨了气体巨行星形成顺序吸积情景中的两个突出问题：在气体阻力存在下尘埃颗粒的保留，以及在 I 型迁移下核心的保留。这些过程的效率由盘结构决定。理论模型表明，行星形成于原恒星盘区域，其中中平面附近存在一个不活跃的中性“死区”，夹在部分电离且磁旋转不稳定性活跃的表层之间。由于尘埃颗粒丰度的转变，活跃层的厚度在冰线附近急剧减小。在适度的吸积率范围（$\sim 10^{-9}-10^{-8} M_\odot$ yr$^{-1}$）内，角动量转移率的变化导致冰线附近出现局部面密度和压力分布的最大值。方位速度变为超开普勒速度，颗粒在此过渡区积聚。该屏障局部保留了原行星核心，并将重元素面密度增强至启动高效气体吸积所需的临界值。这导致了气体巨行星形成的优选位置和时期。我们模拟并重现了类太阳恒星周围气体巨行星的观测频率和质量 - 周期分布，而无需大幅降低 I 型迁移强度。短周期行星的质量函数可用于校准 I 型迁移的效率，并推算拥有宜居类地行星的恒星比例。