Dust grain shattering in protoplanetary discs: collisional fragmentation or rotational disruption?
在原行星盘中，尘埃颗粒凝聚成大的聚集体仍然知之甚少。颗粒孔隙度似乎是一个有前途的解决方案，让晶粒生存和形成星子。此外，尘埃破碎一般被认为只来自碰撞碎裂;然而，最近引入了一个新的过程，旋转破裂。我们编写了一个一维代码，模拟了颗粒漂移时的生长和孔隙度演变，以研究包括两个破碎过程时的最终结果。在模拟再现观测的圆盘模型中的晶粒演化时，我们发现与碎裂和径向漂移相比，旋转破裂是不可忽略的。当湍流参数$α\lesssim 5\xtenpow{-4}$，如果径向漂移足够慢时，破坏成为主导。我们表明，在晶粒的生长历史中断的重要性强烈依赖于它们的抗拉强度。
2023-01-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Non-convergence of the critical cooling timescale for fragmentation of self-gravitating discs
对自引力盘的碎裂边界进行了分辨研究。我们进行三维光滑粒子流体动力学模拟光盘，以确定是否在轨道时标，beta_{crit}，随着分辨率的增加收敛的冷却时标的临界值。使用粒子数从31,250到1600万（迄今为止最高分辨率的模拟），我们没有发现收敛。相反，随着分辨率的增加，在较长的冷却时间尺度内发生碎裂。这些结果表明，至少，冷却时间尺度的临界值比以前认为的要长。然而，缺乏一致性也提出了是否存在临界值的问题。根据这些结果，我们警告不要使用冷却时标或引力应力参数来推断引力不稳定性是否可能是观测到的行星系的形成机制。
2010-11-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The formation of planets by disc fragmentation
我讨论的作用，光盘碎片在气体巨星和类地行星的形成中发挥，以及这是如何与褐矮星和低质量恒星的形成，并最终恒星形成的过程。如果原恒星盘足够大并且冷却得足够快，它们可能会碎裂，但大多数通过碎裂形成的物体都是棕矮星。如果一个原碎片的质量增长停止（例如，如果这个碎片从盘中喷出），或者被抑制甚至逆转（例如，通过潮汐剥离），行星也可能形成。我将讨论是否有可能区分一颗行星是由圆盘碎片或核心吸积形成的，并提到一些观察到的系外行星的例子，这些例子暗示了圆盘碎片的形成。
2013-02-16 astro-ph.EP astro-ph.GA
Non-convergence of the critical cooling timescale for fragmentation of self-gravitating discs
对自引力盘的碎裂边界进行了分辨研究。我们进行三维光滑粒子流体动力学（SPH）模拟光盘，以确定是否在轨道时标，beta_{crit}，随着分辨率的增加收敛的冷却时标的临界值。使用粒子数从31,250到1600万（迄今为止最高分辨率的模拟），我们没有发现收敛。相反，随着分辨率的增加，在较长的冷却时间尺度内发生碎裂。这些结果无疑表明，beta_{crit}比以前认为的要大。然而，缺乏收敛性也质疑是否存在临界值。根据这些结果，我们警告不要使用冷却时标或引力应力参数来推断引力不稳定性是否可能是观测到的行星系的形成机制。
2010-11-25 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
General non-linear fragmentation with discontinuous Galerkin methods
针对天体物理尘埃破碎算法的数值过扩散问题，推导了一般非线性破碎的守恒形式，并应用高阶间断伽辽金方法高效求解，在20个分箱下实现0.1-1%精度。
2024-08-25 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Quantification of stochastic fragmentation of self-gravitating discs
利用二维光滑粒子流体力学，我们研究了湍流自引力吸积盘中强激波之间的等待时间分布。我们表明，由此产生的分布并不强烈依赖于冷却时间或光盘的分辨率，并且它们与早期工作的预测一致（Young & Clarke 2015; Cossins et al. 2009，2010）。我们使用冲击之间的等待时间的分布来估计随机碎片的可能性逐渐收缩的抗剪切团块的冷却时间尺度。我们的结论是，随机碎裂机制（Paardekooper 2012）不能改变碎裂半径超过20%，限制直接引力坍缩作为一种机制，巨大的行星形成的原行星盘的外部区域。
2015-10-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disc fragmentation rarely forms planetary-mass objects
现在已经相当清楚的是，盘碎裂只能在原恒星盘（$r > 50$ au）的外部发生。任何通过圆盘碎片形成的天体，其初始质量都将大于木星。然而，这样的过程是否真的起作用，或者在行星质量物体的形成中是否能发挥重要作用，仍然不清楚。我们确实有一些直接成像的物体可能以这种方式形成的例子，但我们还没有限制光盘碎片实际上形成这种物体的频率。我们在这里要考虑的是，我们是否可以通过考虑大半径天体（$a > 50$）au（如果它们确实存在的话）在来自更遥远的恒星同伴的扰动下如何演化，来限制通过盘碎裂形成的行星质量天体的可能种群。我们发现参数空间中存在一个特定区域，此类物体将分散到该区域，并表明该区域中已知的系外行星具有与大量系外行星群更一致的属性，而不是通过大半径的盘碎片形成的属性。随着直接成像的对象在大半径的稀缺性，我们的研究结果提供了一个类似的，但独立的，通过光盘碎片形成的对象的频率约束。
2015-08-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disc fragmentation. I. Ejection of Jupiter-mass Free Floating Planets from growing binary systems
研究通过盘碎裂机制解释木星质量自由漂浮行星的形成与抛出，指出其比核心吸积机制更早形成、以更低速度被抛出，并可能保留行星周围盘。
2025-11-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A metallicity sweet spot for disc fragmentation and planet formation
Jeremial Horrocks Institute for Mathematics, Physics & Astronomy University of Lancashire（兰开斯特大学杰里迈亚·霍罗克斯数学、物理与天文学研究所）；School of Physics and Astronomy, University of Leeds（利兹大学物理与天文学院）；SUPA, Institute for Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学天体物理学研究所（SUPA））；Centre for Planetary Sciences, University of Edinburgh（爱丁堡大学行星科学中心）
研究发现盘碎裂与行星形成存在0.3 Z☉的金属丰度最佳点，此处盘冷却效率最高，形成的行星更多更快且初始质量更低，或可解释贫金属恒星周围宽轨道巨行星的轻微过剩。
2026-08-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Compaction during fragmentation and bouncing produces realistic dust grain porosities in protoplanetary discs
本文为3D SPH代码Phantom开发孔隙率演化模块，研究原行星盘中孔隙率对尘埃演化的影响，发现碎片化过程中的压实作用使毫米级颗粒致密程度提高10到100倍，填充因子约0.1，与观测值匹配。
2024-06-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Dust growth, fragmentation and self-induced dust traps in PHANTOM
我们提出了一个尘埃的增长和碎片化模块在公共光滑粒子流体动力学（SPH）代码PHANTOM的实现。该模块与本文件一起提供给公众使用。凝聚模型认为当地单分散粉尘粒径分布周围的单一值，所携带的SPH颗粒。随着演示的模型，实施和测试，我们展示了几个典型的拱星盘模拟的增长和碎片，并回顾以前的结果。该模块还与辐射转移代码MCFOST接口，MCFOST通过生成合成图，方便了模拟与ALMA观测之间的比较。具有生长和碎裂的星周盘模拟再现了Gonzalez等人首先提出的“自诱导尘埃陷阱”机制，支持它的存在。具有这种机制的圆盘的合成图像表明，ALMA可以检测到它是一个明亮的轴对称环，距离恒星几十个AU。通过这篇论文，我们的目标是提供一个公共工具，能够研究和探索与行星形成相关的各种应用中的尘埃生长。
2021-08-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Disc fragmentation. II. Ejection of low mass Free Floating Planets from growing binary systems
University of Leicester（莱斯特大学）；IRAP, Université de Toulouse, CNRS, Université Paul Sabatier, CNES（法国图卢兹大学/国家科学研究中心/保罗·萨巴蒂尔大学）；University of Warwick（华威大学）；University of Zurich（苏黎世大学）
本文提出，盘碎片化过程可解释从成长中的双星系统中抛出大量低质量自由漂浮行星，并通过模拟验证了高抛出效率。
2026-01-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Jeans Mass as a Fundamental Measure of Self-Gravitating Disc Fragmentation and Initial Fragment Mass
作为原恒星盘中的巨行星和低质量恒星（以及活动星系核盘中的恒星）等天体的形成途径，自引力盘碎片化理论需要能够预测碎片的初始质量。我们描述了一种方法，通过这种方法可以估计自引力盘的螺旋结构内的局部Jeans质量。如果这样一个自引力盘满足盘碎片的标准，这个估计提供了一个下限的初始质量的任何碎片形成。我们将这种方法应用于一系列自引力原恒星盘模型，以绘制出这种形成模式产生的碎片的典型质量。我们发现一个最小的碎片质量约3木星的质量，这是不敏感的恒星质量，并-在参数空间调查-碎片的质量之间的10和20木星质量是最常见的。我们还描述了如何让我们得到一个更一般的标准光盘碎片，占粘性加热，辐射冷却，吸积和光盘的热历史的过程。我们演示了如何可以确定这样的标准，并表明，在有限的情况下，它恢复了几个破碎的标准，已经假定在过去，包括最小冷却时间/最大应力标准。
2011-07-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
The lower mass limit for circumbinary disc fragmentation
Jeremiah Horrocks Institute for Mathematics, Physics and Astronomy, University of Lancashire（兰开夏大学杰里米·霍罗克斯数学、物理和天文学研究所）
本研究通过模拟探讨双星盘碎片化的下限质量，发现其比单星盘低45%，表明双星系统中形成气态巨行星可能更易通过引力不稳定性实现。
2026-01-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The properties of discs around planets and brown dwarfs as evidence for disc fragmentation
直接成像搜索揭示了许多非常低质量的物体，包括少量行星质量的物体，作为年轻恒星的宽轨道伴侣。这些物体的形成机制仍然不确定。在本文中，我们提出了预测的光盘碎片模型的属性，这样的低质量物体周围的光盘。我们发现，由类太阳恒星（称为“父”盘和“父”星）承载的盘中的碎片形成的物体周围的盘比从${M}_{\rm disc}-M_*$关系（这是由质量为$M_*>0.2 {\rm M}_{\odot}$的恒星导出的）预期的质量更大。因此，这些天体的吸积速率也高于根据$\dot{M}_*-M_*$关系式所预期的速率。此外，棕矮星或行星的质量与其盘的质量以及从盘到其上的吸积速率之间没有显著的相关性。通过盘碎片形成的物体周围的盘在形成后的最初几个kyr期间从其母恒星的盘吸积气体时，其质量比预期的大。它们吸积的气体量以及它们的质量取决于它们在母盘中的运动方式以及它们与母盘的相互作用方式。观测到的盘质量和吸积速率与盘碎裂模型的预测相一致。未来的观测（例如ALMA）将检验这一模型的预测，这些观测的对象是质量甚至更低的亚恒星物体（年轻行星和年轻的低质量棕矮星），在这些亚恒星物体中，由盘碎裂模型预测的比例关系与为高质量恒星建立的相应关系有很大的差异。
2015-03-17 astro-ph.EP astro-ph.GA
Binary companions triggering fragmentation in self-gravitating discs
对邻近（$<1$ AU）的巨行星和棕矮星（$M\gtrsim7$ M $_{\rm Jup}$）系统的观测发现了过多的双星伴星，这表明恒星的多样性可能在它们的形成中发挥了重要作用。现在有越来越多的证据表明，其中一些物体可能是通过重力不稳定盘中的碎片形成的。我们提出了一套3D光滑粒子流体动力学（SPH）模拟的双星系统与circumprimary自引力盘，其中包括一个现实的近似辐射运输，并广泛探索同伴的轨道参数空间的配置，可能会触发碎片。我们确定了一个“甜蜜点”，中间分离的二元伴侣（$100$ AU $\lesssim a\lesssim400$ AU）可以导致一个勉强稳定的光盘碎片。理想双星分离的精确范围是伴星的偏心率、倾角和质量的函数。加热通过有效的冷却来平衡，碎片发生在伴星驱动的螺旋模式中。短暂分离、穿透星盘的双星相遇（$a\lesssim100$ AU）对碎裂是禁止的，因为质量剥离和星盘加热会淬灭任何不稳定性。这也适用于具有高轨道偏心率的双星伴星（$e\gtrsim0.75$）。宽分离同伴（$a\gtrsim500$ AU）对这里考虑的设置参数的光盘属性几乎没有影响。发现的最佳点与在巨行星和棕矮星中显示过度接近的双星分离范围一致。因此，我们认为，由一个双伴星引发的碎片可能有助于这些亚恒星物体的形成。
2022-01-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Daughter Fragmentation is Unlikely To Occur in Self-Gravitating Circumstellar Discs
星周盘被认为在很早的时候就有自引力。如果圆盘相对较冷，扩展并吸积足够快，它可以分裂成几个木星质量或更大的束缚物体。由于该碎片的初始角动量不为零，并且它将继续从周围的星周盘吸积角动量，我们应该预期该碎片在早期也将拥有一个相对巨大的盘。因此，我们可以问：磁盘碎片化是一个分层过程吗？或者，一个圆盘碎片能继续产生它自己的自引力环绕碎片的圆盘，从而产生子碎片吗？我们使用一组嵌套的1D自引力盘模型来研究这一点。我们计算的径向结构的边缘稳定，自引力拱盘，并计算其倾向于破碎。我们使用这些数据来构建在这个半径的局部碎片属性。对于每个拱星盘模型，导致碎片，然后我们计算一个边缘稳定的自引力拱碎片盘模型。一般来说，环碎裂盘在几何上是厚的，并且在希尔半径内被截断，因此对于子体碎裂是稳定的。典型的稳态吸积率是在0.1%到10%之间的本地拱星盘吸积率。环碎片盘的自引力相的寿命略小于0.1百万年，与环星盘相当。因此，我们应该预期，盘碎片不会通过引力不稳定性产生卫星，但同样地，环碎片盘的自引力阶段很可能影响随后通过核心吸积形成的卫星的性质。
2016-02-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation of close binaries by disc fragmentation and migration, and its statistical modeling
密近双星的周期和质量比的联合统计及其对初始质量的依赖性可以通过假设种子双星伴星是在恒星质量聚集过程中以随机间隔由盘碎裂形成的，并且当它们从环双星盘吸积时向内迁移来解释。一个玩具模型的基础上的简单处方的同伴的增长和迁移复制等方面的密切太阳质量的双星周期P的分布，棕矮星沙漠在短P，质量比的几乎均匀分布，和人口的等质量的双星（双胞胎），线性下降的频率与logP。对于大质量恒星，该模型预测了早期合并的大部分，logP分布具有负斜率，质量比分布也是均匀的，但孪星分数大大降低。通过把光盘碎片作为一个随机过程，我们也重现了所观察到的性质的紧凑的三元组。我们的玩具模型的成功表明，大多数紧密的双星和紧凑的三元组确实形成了光盘碎片，其次是吸积驱动的向内迁移。
2019-11-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Size and density sorting of dust grains in SPH simulations of protoplanetary disc II: Fragmentation
在原行星盘中，颗粒的生长和碎裂是形成大型尘埃聚集体的重要过程。使用3D两相（气尘）SPH代码，我们调查的增长和破碎的多相灰尘与不同的破碎阈值在一个时间演化的光盘的综合影响。我们发现，我们的基准盘，最初在碎裂制度，走向纯增长制度在几千年。时间尺度根据光盘和灰尘属性而变化。当碎片是有效的，它产生，在不同的区域的磁盘，铁/硅和岩石/冰的比例不同于那些预测时，只考虑纯增长。在某些陨石中观察到的化学分馏和铁的贫化/富集可能与前体尘埃颗粒的尺寸密度分选和碎裂特性有关。我们认为，聚集的南极组件可能发生的地方/时，碎片是没有效率的，如果他们的空气动力学排序必须保存。只有当它们具有类似的碎裂特性时，球粒陨石成分才允许在碎裂区进行空气动力学分选。我们发现，在内盘，并为相同的时间间隔，破碎的灰尘可以增长更大的颗粒的大小相比，预测纯增长。这种违反直觉的行为是由于大量的灰尘堆积在破碎区，然后在该区过渡到纯生长状态时发生快速生长。作为一个重要的结果，尘埃可以在几千年内克服径向漂移障碍。
2019-10-10 astro-ph.EP
A Lower Angular Momentum Limit for Self-Gravitating Protostellar Disc Fragmentation
我们试图验证最近的索赔（使用半解析模型），为球形均匀分子云的崩溃，碎片的自引力盘，随后形成可以预测单独使用云的初始角动量。实际上，这种情况等同于要求所产生的椎间盘充分伸展以便碎裂，与孤立椎间盘的研究一致。我们使用光滑粒子流体动力学与混合辐射转移调查这一说法，确认在一般情况下，均匀的球形分子云将产生破碎的自引力盘，如果旋转动能与引力势能的比率大于~ 5e-3，在此结果是相对不敏感的初始热能。这个条件在更高的云质量开始失效，这表明在大半径下足够的质量控制着碎片。虽然这些结果是基于高度理想化的初始条件，并可能不成立，如果光盘的吸积从周围的信封是充分不对称的，或者如果密度结构受到扰动，他们提供了一个合理的下限所需的最小角动量碎片光盘在没有显着的外部湍流。
2011-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
The formation of circumbinary planets through disc fragmentation
Jeremiah Horrocks Institute for Mathematics, Physics and Astronomy, University of Lancashire（兰开夏大学杰里米·霍罗克斯数学、物理与天文学研究所）
本文研究双星盘碎裂是否能形成环绕双星的气态巨行星，发现双星盘在更宽分离处更早高效碎裂，形成更多原行星，且更利于形成气态巨行星。
2026-04-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar Encounters: A Stimulus for Disc Fragmentation?
一个星盘系统和另一颗恒星之间的相互作用会扰动星盘，可能导致星盘结构和性质的重大改变。目前还不清楚这样的遭遇是否会引发圆盘的碎片形成棕矮星或气体巨行星。本文详细介绍了高分辨率光滑粒子流体动力学（SPH）模拟调查的影响，恒星遭遇盘动力学。用各种轨道参数模拟了恒星-恒星相遇（其中主星有一个自引力的、边缘稳定的原恒星盘，而次级星没有盘），以研究由此产生的盘结构和动力学。这项工作是第一次将现实的辐射转移技术，以现实的热力学模型。结果表明，恒星相遇的效果是阻止碎片-压缩和冲击加热稳定了盘，辐射冷却不足以触发引力不稳定性。这次碰撞剥离了星盘的外部区域（通过潮汐尾或捕获物质在次级星盘周围形成星盘），这触发了初级星盘重新调整为更陡峭的表面密度分布（和更平坦的图姆雷Q分布）。次级星系周围的圆盘在次级星系的潜在捕获中起着作用，以形成一个二进制。然而，这只适用于抛物线-双曲线相遇的轨道，不形成次级圆盘，也不被捕获。
2009-08-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Towards a population synthesis model of self-gravitating disc fragmentation and tidal downsizing II: The effect of fragment-fragment interactions
大多数原恒星系统可能会经历一个短暂的阶段，在这个阶段，原恒星盘是自引力的。如果这些圆盘容易碎裂，那么它们就能够迅速形成最初有几个木星质量甚至更大的物体。这些圆盘碎片的命运（以及后来通过核心吸积形成的行星体的命运）不仅敏感地取决于碎片与圆盘的相互作用，而且还取决于与其相邻碎片的相互作用。我们回到和修改我们的人口合成模型的自引力盘碎片和潮汐缩小。在其他改进中，该模型现在直接包含碎片-碎片相互作用，而光盘仍然存在。我们发现，碎片-碎片散射占主导地位的轨道演化，即使我们执行快速迁移和低效的间隙形成。与我们以前的模型相比，我们看到正在形成的陆地类型物体的数量略有增加，尽管它们在潮汐演化下的生存充其量是不清楚的。我们还看到了破碎的碎片与进化的颗粒种群的证据-这是星子带形成的间接证据，这是一种在忽略碎片-碎片相互作用的运行中看不到的现象。尽管有强烈的动力学演化，我们的人口主要是大质量的巨行星和棕矮星在大半长轴，直接成像调查应该，但很少，检测。最后，光盘碎片被证明是一个有效的制造商的自由浮动行星质量的物体，和典型的多重性系统通过引力不稳定性将是低的。
2017-11-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The fragmentation of protostellar discs: the Hill criterion for spiral arms
我们提出了一个新的框架来解释引力不稳定的原恒星盘冷却和碎片之间的联系。该框架包括一个简单的螺旋臂形成模型，以及一个基于希尔半径的标准，以确定旋臂是否会碎裂。这个详细的模型的碎片是基于数值模拟的结果，边缘稳定的原恒星盘，包括那些在文献中发现的，以及我们的新套件的3-D辐射流体动力学模拟辐射，光学厚原恒星盘周围的一颗星。我们的一组模拟通过物理不透明度的缩放来探测向碎片化的过渡。该模型可直接计算Gammie（2001）的临界冷却时间，计算结果与数值实验结果一致。我们演示了如何使用这个模型来预测辐照原恒星光盘的碎片。这些数值模拟，以及它们所激发的模型，为引力不稳定性是创造在宽轨道上有巨大行星的系统的假设提供了强有力的支持。
2011-11-08 astro-ph.EP
The effect of radiative feedback on disc fragmentation
原恒星盘可能会变得足够大，产生次级低质量物体：行星，棕矮星和低质量恒星。我们使用辐射流体动力学模拟研究了这种新形成的次级物体的辐射反馈效应。我们比较模拟的结果，没有任何辐射反馈的次级对象与那些被认为是两种类型的辐射反馈：（i）连续的，和（ii）情节。我们发现：（一）持续的辐射反馈稳定了盘，并抑制了进一步的分裂，减少了形成的次级物体的数量;（二）当爆发发生时，来自次级物体的间歇性反馈加热并稳定了盘，但在爆发停止后不久，盘变得不稳定并再次分裂。然而，与没有辐射反馈的情况相比，形成较少的次级物体。我们还发现，次级物体的质量增长是温和的抑制，由于其辐射反馈的效果。然而，它们的质量增长也取决于它们在圆盘中形成的位置以及它们随后的相互作用，因此它们的最终质量与没有辐射反馈的情况没有显著差异。我们发现，由光盘碎片形成的次级对象的质量从几个M $_{\rm J}$到几个0.1 M $_{\odot}$。由碎片形成的行星倾向于从盘中被弹出。我们的结论是，行星质量的物体在宽轨道（宽轨道行星）是不太可能形成的光盘碎片。尽管如此，圆盘的碎裂可能是自由漂浮行星和褐矮星的重要来源。
2016-10-26 astro-ph.EP
Dust growth and planet formation by disc fragmentation
本研究考虑尘埃生长对不透明度的影响，发现其可使原行星盘在更小半径（约30 au）处发生碎裂，降低临界质量与吸积率，使碎片落入气态巨行星质量范围，表明盘碎裂形成气态巨行星的可能性高于通常预期。
2025-09-11 astro-ph.EP
The Effect of Irradiation on the Jeans Mass in Fragmenting Self-Gravitating Protostellar Discs
当一个自引力盘受到辐照时，它的碎裂倾向将受到影响。自引力光盘应力的强度预计将决定光盘碎片：由于这些扭矩的强度通常会随着声速的增加而降低，因此可以合理地假设，与未照射的情况相比，光盘碎片会受到抑制，尽管以前的工作已经表明，细节会因照射源而变得复杂。我们扩大了以前的分析牛仔裤内的螺旋结构在自引力盘的质量，将恒星辐射和背景辐射的影响。如果辐射是存在的，碎片被抑制在低吸积率的边缘不稳定的光盘（相比无辐射的情况下），但这些较低的吸积率对应于较高的质量光盘。碎片仍然可以发生高吸积率，但因此抑制在较低的磁盘表面密度，和随后的金斯质量的提升。这些结果进一步支持了这样的共识，即如果没有随后的碎片破裂或质量损失，引力不稳定性更有可能形成棕矮星和低质量恒星，而不是气体巨行星。
2013-01-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modeling Circumstellar Disc Fragmentation and Episodic Protostellar Accretion with Smoothed Particle Hydrodynamics in Cell
我们讨论的能力，平滑粒子流体动力学（SPH）方法结合基于网格的求解器的泊松方程模型质量吸积到原恒星在引力不稳定的原恒星盘。我们仔细研究了耦合SPH与基于网格的求解器和数值问题的重要功能（1）大量的SPH邻居和（2）引力软化和流体动力学平滑长度之间的关系。我们报告的结果，我们的模拟剃刀薄光盘容易破碎，并表明，该算法是简单和均匀的捕获目标物理过程-光盘引力碎片和吸积的气体到原恒星所造成的向内迁移的致密团块。特别是，我们得到了两种类型的吸积爆发：一个短持续时间的一个所造成的快速向内迁移的团块，以前在文献中报道的，和延长的一个所造成的团块逗留在径向距离上的顺序为15-25~au。后者的高潮是由最终落在原恒星上的团块引起的急剧的吸积激增。
2018-09-05 astro-ph.EP
Triggered Fragmentation in Self-Gravitating Protoplanetary discs: Cooling, Mass Movement and Instability
Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick（行星宜居中心，华威大学）；Department of Physics, University of Warwick（物理系，华威大学）；School of Physics and Astronomy, Monash University（物理与天文学学院，蒙纳士大学）
本研究重新分析原行星盘流体动力学模拟，发现表面质量密度与声速均触发碎裂，冷物质内流及中平面与上层气体相互作用可促进碎裂，或形成化学性质不同的行星碎片。
2026-08-19 astro-ph.EP
The water-ice line as a birthplace of planets: Implications of a species-dependent dust fragmentation threshold
原行星盘的热力学结构由尘埃不透明度决定，而尘埃不透明度取决于尘埃颗粒的大小和化学成分。在内部区域，颗粒大小由湍流水平（例如$α$粘度）和代表颗粒在碰撞时破碎前的最大速度的尘埃破碎速度来调节。在这里，我们进行自洽计算的二维流体动力学模拟，考虑一个完整的粒度分布的尘埃颗粒在水冰线的尘埃破碎速度的过渡。这种方法解释了先前粒子碰撞实验室实验的结果，其中硅酸盐粒子通常具有比水冰粒子更低的尘埃破碎速度。此外，我们探讨了水的丰度，尘气比的变化，和湍流参数上的磁盘结构的影响。对于在水冰线的尘埃破碎速度的过渡盘，我们发现一个狭窄的，但惊人的行星向外迁移区，包括低粘度。此外，我们发现一个隆起的径向压力梯度分布，往往位于略内的冰线。这两个特征都适用于所有测试的椎间盘参数。因此，我们得出结论，冰线可以作为一个迁移陷阱，它可以延长行星的生长时间之前，他们迁移到原行星盘的内边缘，并作为一个压力陷阱，在那里星子形成可以启动或增强。
2021-04-27 astro-ph.EP
