气体原行星盘中的风剪切与双星子星体的演化

行星形成的最初阶段之一是小子星体的增长。这一早期阶段远在原行星盘中大部分气体消散之前发生。由于气动特性的不同，不同大小和形状的子星体在此期间会受到来自气体的不同阻力。这种差异力会在邻近、不同大小的子星体之间产生风剪切效应。对于任意两个子星体，可以考虑一个风剪切半径，在此半径处，由风引起的差异加速度变得大于子星体之间的相互引力。我们发现，风剪切半径可能远小于希尔半径，即风剪切可能比恒星的潮汐扰动发挥更重要的作用。在此，我们研究了不同大小子星体对的风剪切半径，并比较了风剪切和引力剪切（阻力与引力潮汐力）的影响。然后，我们讨论了风剪切对双星子星体稳定性和存活的影响。如果双星系统的间距大于其风剪切半径，它们会被风剪切分开。风剪切稳定的双星系统可能因气体阻力而内旋并可能合并。在此，我们计算了风剪切半径和气体阻力诱导的合并时标，为嵌入气体的双星子星体提供了稳定性和存活判据。我们的结果表明，即使是风剪切稳定的双星系统，也可能在气体盘寿命内合并。这可能将当前观测到的双星子星体限制为形成于远离恒星的位置，或在大部分盘气体消散后的晚期阶段。我们注意到，风剪切半径可能对气体环境中的其他过程也很重要，例如子星体侵蚀以及子星体相遇和碰撞。