論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1708.00450
Hughes & Boley (2017)
Simulations of Small Solid Accretion onto Planetesimals in the Presence of Gas
(ガスが存在する状況での小さい固体の微惑星への降着のシミュレーション)

概要

若い原始惑星系円盤中での微惑星の成長と移動は，惑星形成過程において重要な役割を果たす．

全ての初期成長のモデルでは，粒子が大きいサイズに成長するのを阻害するいくつかの過程がある．しかし観測からは，微惑星の成長は早いことが示唆されている．

もし少数の 100 km サイズの微惑星が円盤内で何とかして形成された場合，ガス摩擦の効果によって，重力的にフォーカスされた微惑星の断面積を超えた領域から，固体を効率的に降着することが出来る (いわゆる pebble accretion)．このガス摩擦に増幅された降着により，原理的には微惑星は速い速度で成長することが出来る．

ここでは，ペブル降着による微惑星の成長の速度を推定するため，直接粒子積分とガス摩擦を組み合わせた自己無撞着な流体力学シミュレーションを行った．風洞シミュレーションを用いて，粒子サイズと円盤の状態の範囲について調べた．
また微惑星成長の解析的推定についても研究し，小さい個体の降着による微惑星の移動を数値的に積分した．

その結果，ここで考慮したほとんどすべてのケースにおいて，降着に適した粒子のサイズが存在することが分かった．降着に適したサイズは，降着している微惑星の特性と局所的な円盤の状態に依存する．

降着に望ましい粒子サイズよりも固体がずっと小さい場合，粒子がガスに引きずられ微惑星の周囲を流れるのに従って降着率は大きく減少する．固体が望ましいサイズよりずっと大きい場合は，重力的な集約 (gravitational focusing) と整合的な速度で降着する．

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