論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1703.07895
Carrera et al. (2017)
Planetesimal formation by the streaming instability in a photoevaporating disk
(光蒸発している円盤中でのストリーミング不安定による微惑星形成)

概要

原始惑星系円盤中で微惑星を形成する候補メカニズムとして，streaming instability (ストリーミング不安定性，流動不安定性) が注目を集めてきた．しかしこれらの先行研究では，小さいスケールのシミュレーションに限られてきた．

ここでは，流動不安定性による微惑星形成を含んだ全体的な原始惑星系円盤の進化を，粘性降着，極端紫外線・遠紫外線・X 線光子による光蒸発，ダスト進化，水のスノーライン，成層乱流を含めて計算した結果を紹介する．

このシミュレーションでは，100 AU 以遠の領域に重い (合計質量 60 - 130 地球質量) 微惑星ベルトと，中間領域 (3 - 100 AU) に最大で合計質量 ~ 20 地球質量の微惑星が形成される．もっとも包括的なモデルにおいては，3 AU 以内に合計 8 地球質量の微惑星が形成される．この領域は地球型惑星を形成する領域である．

内側円盤において形成される微惑星の全質量は，高エネルギー光子によって円盤に形成される内側の穴が出来るタイミングに大きく依存する．


この結果は，光蒸発と流動不安定性の組み合わせが，原始惑星系円盤の固体要素を微惑星に効率的に変換出来ることを示すものである．しかしこのモデルでは，ガス惑星や，ガスエンベロープを持ったスーパーアースを形成できるような十分な量の初期の微惑星を，円盤の内側や中間領域に形成することができない．粒子のパイルアップや MHD 風で駆動される質量損失などの別の過程が，原始惑星系円盤の惑星形成領域での初期の微惑星生成に必要だろう．

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