Depletion of moderately volatile elements by pebble accretion in Earth-like planets
University of New Mexico（新墨西哥大学）
研究通过石英颗粒吸积导致类地球行星中中等挥发性元素的耗尽，发现原行星质量、大气层排气时间尺度和颗粒组成对挥发性物质耗尽有显著影响。
2026-01-13 astro-ph.EP
Planetesimal Growth in Evolving Protoplanetary Disks: Constraints from the Pebble Supply
本研究自洽求解演化原行星盘中的卵石供应，发现其随空间变化并快速衰减，仅当流不稳定性产生大质量星子或盘黏度极低时，星子群才能在2 Myr内增长超过火星质量，且捕获卵石量有限。
2023-04-15 astro-ph.EP
Ionizing Protoplanetary Disks in Pebble Collisions
介绍了固体碰撞作为原行星盘中气体电离的一种新的有效机制，特别是在原行星盘致密的中平面中。这个想法是由实验室实验引发的，我们发现颗粒在相互碰撞（摩擦充电）中交换的电荷并不仅仅与它们的表面联系在一起。作为一种附带效应，电荷也被夹带到气相中，即碰撞使原行星盘破裂。因此，固体不仅是圆盘中电荷的汇，而且也是电荷的源。第一次估计表明，电离率在中平面在1 AU的范围内的$10^{-19} ... 10^{-15} \rm \, s^{-1}$似乎是可行的，这取决于假设相当平静或高度湍流的条件下，径向粒子堆积。
2022-07-15 astro-ph.EP
$N$-body simulation of planetary formation through pebble accretion in a radially structured protoplanetary disk
本文通过N体模拟研究径向结构原行星盘中卵石吸积对行星形成的影响，发现不连续边界处原行星可在约10^4年内增长至地球质量，并普遍发生巨型碰撞，最终可能形成类似太阳系的行星系统。
2023-08-10 astro-ph.EP
Erosion driven size-redistribution of protoplanetary disk solids and the onset of streaming Instability and Pebble Accretion
第一个星子的形成和行星核心的最终生长依赖于大量的小卵石。流动不稳定性（SI）过程的效率，建议催化早期的星子的增长，和卵石吸积过程，建议加速行星核心的增长，取决于磁盘中的固体的大小。特别是，这些过程被发现是敏感的固体的大小分布，和有效的星子的形成和增长，通过这些渠道需要一个有限的卵石大小分布。在这里，我们表明，风沙侵蚀，有效地研磨成一个单一尺寸分布的卵石卵石的巨石的过程中，提供了一个自然的上限的最大卵石尺寸（在他们的斯托克斯数）。我们发现这个上限的径向分离，磁盘年龄，湍流强度，和粒度组成的巨石在磁盘上的依赖。SI在斯托克斯数小于0.1的区域是有利的，这是在磁盘的内部亚天文单位区域发现的。这个上限形状的大小分布的小卵石，从而催化的早期发病的星子形成由于SI，和后来的核心吸积增长，通过卵石吸积。
2020-07-21 astro-ph.EP
On the evolution of pebble-accreting planets in evolving protoplanetary discs
我们研究的迁移发光的低质量的核心层原行星盘吸积发生主要是因为盘风和行星光度产生的卵石吸积。使用二维流体动力学模拟，我们确定的离心率引起的热力作为气体和卵石吸积率的函数，也评估的重要性，所施加的扭矩由固体成分相对于气体扭矩。对于气体吸积率$\dot M= 2\times 10^{-8}$ $M_\odot/$年和卵石流量$\dot M_{peb}=170$ $M_\oplus$ /百万年，我们发现，胚胎偏心率达到的值与光盘的纵横比。然而，圆盘中的行星径向偏移导致由流入的卵石施加的扭矩平均抵消，并且迁移从向外过渡到向内。这是因为热扭矩的大小随偏心率的增加呈指数下降，我们提供了一个拟合公式的热扭矩衰减作为偏心率的函数。随着圆盘的演化，吸积光度在某些时候变得太小，以至于核心偏心率无法增长，以至于固体成分可以对行星施加非零扭矩。这个扭矩是积极的和气体吸积率$\dot M \lesssim 5\times 10^{-9}$ $M_\odot/$年和卵石通量$\dot M_{peb} \lesssim 120$ $M_\oplus/$百万年，它被发现克服的气体扭矩施加在核心质量$m_p\lesssim$ $1M_\oplus$，导致向外迁移。
2022-10-03 astro-ph.EP
Influences of protoplanet-induced three-dimensional gas flow on pebble accretion $\rm\,I\hspace{-.1em}I\,$. Headwind regime
卵石吸积是行星形成的主要理论之一。空气动力学上的小颗粒，称为卵石，受到气流的高度影响。一颗生长在原行星盘中的行星会产生三维气体流。在我们以前的研究中，论文一，我们专注于剪切机制的卵石吸积，并探讨了行星诱导的气体流对卵石吸积的影响。在论文I中，我们发现，卵石吸积是低效的行星诱导的气体流相比，在未扰动流，特别是当${\rm St}\lesssim10^{-3}$，其中St是斯托克斯数。在论文I之后，我们研究了行星引起的气流对卵石吸积的影响。我们考虑气体的逆风，这在论文I中没有包括。在这项研究中，我们将我们的研究扩展到逆风区的卵石吸积。假设一个非等温的，无粘的亚开普勒气体盘，我们进行三维流体动力学模拟的球形极网格，其中有一个行星的无量纲质量，$m=R_{\rm Bondi}/H$，位于其中心，其中$R_{\rm Bondi}$和$H$是邦迪半径和磁盘尺度高度。然后，我们数值积分的运动方程的卵石在三维流体动力学模拟数据。结合我们的结果与空间变化的湍流强度和卵石的大小在一个磁盘，我们得出的结论是，行星诱导的气体流仍然允许卵石吸积在早期阶段的行星形成。由于行星引起的气体流对卵石吸积的抑制只发生在行星形成的后期，特别是在盘的内部区域。这可能有助于解释系外行星的分布和太阳系的结构，两者都有小的内部和大的外部行星。
2020-09-15 astro-ph.EP
Pebble Accretion in Turbulent Protoplanetary Disks
近年来人们认识到，卵石大小的尘埃颗粒在行星核心上的吸积是核心增长的一种重要模式，它使大距离巨行星的形成成为可能，并在总体上有助于行星形成。卵石吸积理论是建立在尘埃粒子在层流原行星盘（PPD）中的轨道理论基础上的。对于足够大的核心质量（在“希尔状态”中），基本上所有进入希尔球的适当尺寸的颗粒都可以被捕获。然而，由于磁旋转不稳定性（MRI），预计PPD的外部区域是弱湍流的，其中粒子轨道的湍流搅拌可能会影响卵石吸积的效率。我们进行剪切盒模拟卵石吸积与不同水平的MRI湍流（强湍流假设理想的磁流体力学，弱湍流的双极扩散的存在下，层流）和不同的核心群众测试卵石吸积的效率在微观物理水平。我们发现，吸积仍然有效的边缘耦合粒子（无量纲停止时间τ_s ~ 0.1 - 1），即使在强MRI湍流的存在下。虽然更多的尘埃颗粒被湍流带到核心，但这种影响在很大程度上被吸积概率的降低所抵消。因此，湍流对吸积速率的总体影响主要体现在尘埃层厚度的变化上。另一方面，我们发现，卵石吸积的效率强耦合粒子（低至τ_s ~ 0.01）可以适度降低低质量的核心强湍流。
2017-09-11 astro-ph.EP
How planetary growth outperforms migration
行星迁移是对行星形成理论的一个重大挑战。I型迁移的速度与原行星的质量成正比，而一个卵石增生的行星核心的最后十年的增长速度与质量的三分之二次方成正比。这导致行星增长轨迹（即，原行星的质量随其与恒星距离的变化），随着原行星质量的增加而变得越来越水平（迁移主导）。最近的研究表明，原行星上的迁移扭矩与生长中的行星所形成的气隙的相对高度成比例地减小。在这里，我们表明，从1-D模拟行星盘的相互作用，在一个行星雕刻50%的差距的质量约为2.3倍的卵石隔离质量。我们的测量卵石隔离质量从1-D模拟匹配发表的3-D结果相对较好，除了在非常低的粘度，3-D卵石隔离质量显着较高，可能是由于间隙边缘不稳定性没有捕获在1-D。卵石隔离体标志着卵石吸积到气体吸积的转变。因此，气体吸积形成气体巨行星的过程是在到达卵石隔离质量和50%的间隙质量后，经过几个天文单位的迁移。我们的研究结果表明，行星的增长可以胜过迁移，无论是在核心吸积和气体吸积过程中，即使当的Stokes数的卵石是小的，St~0.01，和卵石-气体流量比在原行星盘的标称范围为0.01-0.02。我们发现，行星的增长是非常迅速的，在第一个百万年的原行星盘和形成气体巨行星的可能性增加的初始大小的原行星盘和减少湍流扩散。
2019-01-10 astro-ph.EP
A "no-drift" runaway pile-up of pebbles in protoplanetary disks II. Characteristics of the resulting planetesimal belt
从卵石中形成星子是我们目前对行星形成的理解中的一个主要挑战。在原行星盘中，卵石通过气体阻力向内漂移到盘中面附近，它们可能进入死区。在这种情况下，我们确定了卵石对气体的阻力的反作用可能导致卵石的失控堆积，即所谓的无漂移机制。我们改进了以往的研究的无漂移机制，通过调查的性质和特点，由此产生的星子带。我们进行了一维扩散平流模拟漂移卵石在死区的外部区域，包括反作用的径向漂移卵石，包括通过流动不稳定性的星子形成。我们认为，调节气体吸积和垂直搅拌的卵石在磁盘中平面的参数。在本研究中，将卵石-气体质量通量（$F_{\rm p/g}$）固定为参数。我们发现，星子最初形成一个狭窄的环，其宽度扩大积累卵石径向扩散随着时间的推移。系统最终达到一个稳定状态，此时微星带的宽度不再改变。一个不可忽略的星子总质量（多于一个地球质量）形成用于具有多于$\sim 10-100$ kyr的$F_{\rm p/g} \gtrsim 0.1$的盘，其中标称参数为：$\gtrsim10^{-8} {\rm M}_\oplus$/yr、$τ_{\rm s} \simeq 0.01-0.1$、$α_{\rm mid} \lesssim 10^{-4}$和$α_{\rm acc} \simeq 10^{-3}-10^{-2}$在$r \lesssim 10$ au的气体质量通量，其中$r$、$τ_{\rm s}$、$α_{\rm…
2022-02-15 astro-ph.EP
Architectures of planetary systems formed by pebble accretion
在行星吸积的模型中，卵石是由尘埃凝结而成，并迅速向中心恒星迁移。微行星可能是在原行星盘的年龄以上，以尚未确定的机制，由卵石连续形成的。与此同时，大型行星胚胎通过积累未合并到星子中的剩余鹅卵石而有效地生长。虽然这个过程被称为卵石吸积，为巨行星核心的形成提供了一条新的有希望的途径，但通过这个过程形成的行星系的结构仍然难以捉摸。在本文中，我们使用基于粒子的混合代码，我们尽可能精确地实现大多数关键的物理效应的行星系的形成进行模拟。我们改变了原行星盘的大小，湍流粘性，卵石的大小，星子的形成效率，和星子的初始质量分布。我们的模拟结果表明，如果微行星的初始尺寸为$100$ km或更小，它们首先通过相互碰撞生长。一旦微行星的尺寸达到$\sim$ 1000 km，它们就通过卵石吸积有效地生长。如果在一个大的原行星盘中，来自外部区域的卵石供应持续很长一段时间，行星胚胎变得足够大，开始失控的气体吸积，导致气体巨行星。我们的模拟表明，像我们这样的行星系是由具有中等高湍流粘度的原行星盘形成的。如果气盘的湍流粘性足够低，行星会在气盘中打开一个缺口，甚至在跑道气体吸积开始之前就停止了卵石的吸积。这样一个圆盘产生了一个行星系，其中有几个海王星大小的行星。
2018-04-16 astro-ph.EP
Diversity in planetary architectures from pebble accretion: Water delivery to the habitable zone with pebble snow
本研究开发PPOLs模型模拟卵石雪机制对行星系统架构的塑造，发现不同盘质量分数下产生三种系统架构，揭示了类太阳系架构在F和G恒星周围少见而在K和M恒星周围不常见的特征。
2025-09-17 astro-ph.EP
Forming the cores of giant planets from the radial pebble flux in protoplanetary discs
行星核心的形成必须迅速进行，以便巨行星在原行星气盘（<300万年）消散之前吸积它们的气体包层。在超过10天文单位的轨道上，核心直接积累星子的速度太慢了。微行星的碎片可以更快地被吸积，但是微行星可能太大而不能有效地碎裂，共振捕获构成了另一个障碍。在这里，我们而不是调查小卵石（毫米厘米大小）的增长和粒子的径向漂移之间的平衡的自然结果的吸积。我们构建了一个简化的分析模型的灰尘凝聚和卵石漂移在外盘，5 AU和100 AU之间，这给出了固体表面密度和占主导地位的颗粒尺寸的时间演变。这两个关键量决定了在不同的轨道距离上核心的生长是如何进行的。我们发现，卵石的表面密度足够高，以实现由内而外形成的行星核心内光盘的寿命。尘埃转化为行星的整体效率可能很高，对于类似于太阳系的行星结构来说接近50%。在外盘的卵石吸积的增长是足够快，以克服灾难性的I型迁移的核心。这些结果需要原行星盘具有较大的径向范围（~100 AU），并假设初始种子胚的数量较少。我们的研究结果表明，低质量恒星（<1 M_太阳）周围的低质量原行星盘，或亚太阳尘埃与气体的比例，不容易形成气体巨行星（M > 100 M_E），但优先形成海王星质量或更小的行星（< 10 M_E）。这与系外行星的调查结果一致，这些调查显示，气体巨星在低质量或低金属含量的恒星周围相对罕见。
2016-04-04 astro-ph.EP
Dynamics of multiple protoplanets embedded in gas/pebble disks and its dependence on $Σ$ and $ν$ parameters
超级地球大小的原行星可能会被困在行星迁移的会聚区，并在那里形成气体巨星。这些不断生长的行星经历吸积加热，这会引发热迹效应，可以逆转迁移方向，增加偏心率并防止共振捕获（Chrenko等人，2017）。我们研究人口的胚胎吸积卵石使用法戈-索林二维水代码。我们发现，胚胎在一个磁盘具有高表面密度（$Σ_0 = 990\,{\rm g}\,{\rm cm}^{-2}$）进行“不成功的”两体的遭遇，不会导致合并。只有当第三颗原行星到达会聚区时，三体相遇才会导致合并。对于低粘度盘（$ν= 5\times10^{13}\,{\rm cm}^2\,{\rm s}^{-1}$），一个巨大的共轨是一个可能的结果，卵石隔离发展和共轨是稳定的。对于质量更大的原行星（$5\,M_\oplus$），收敛半径位于更远的冰巨星区。在一系列的遭遇之后，有一个由蝌蚪区域的动力学扭矩驱动的演化，它系统地重复了几次，直到共轨配置被破坏，行星合并。这可能是一个途径，如何解决的问题，共轨经常形成的模拟，但他们没有观察到的性质。相比之下，120颗低质量原行星（$0.1\,M_\oplus$）的联合演化揭示了完全不同的动力学。进化不再是平滑的，而是随机的。这是因为林德布拉德共振在气盘中形成的旋臂彼此重叠，不仅影响一颗原行星，而且影响周围的几颗原行星。我们的流体动力学模拟可能有重要的影响N体模拟行星迁移，使用简化的扭矩处方，从而无法…
2018-12-05 astro-ph.EP
Growing and Trapping Pebbles with Fragile Collisions of Particles in Protoplanetary Disks
最近的实验室实验表明，冰尘颗粒的破坏性碰撞发生的速度比以前认为的要低得多。当这些新的速度被认为是从尘埃演化模型的实验室实验，增长到卵石大小的原行星盘（PPD）是困难的。这可能与（亚）毫米观测相矛盾，并对星子和行星的形成提出挑战。我们调查所需的条件，在尘埃演化模型中的生长和捕获的PPDs卵石时，在整个磁盘的碎片化速度为1毫秒$^{-1}$。我们区分控制湍流速度，垂直搅拌，径向扩散和气体粘性演化的影响的参数，总是假设颗粒不能扩散速度（径向或垂直）比气体。为了形成卵石并产生有效的颗粒捕获，控制颗粒湍流速度的参数必须很小（$δ_t\lesssim10^{-4}$）。在这些情况下，垂直沉降可以限制卵石的形成，这也防止了颗粒捕获。因此，设置颗粒垂直沉降的参数必须是$δ_z<10^{-3}$。我们的研究结果表明，不同的颗粒和气体扩散参数的组合可以导致一个大的多样性毫米通量和尘埃盘半径。当卵石形成发生和捕获是有效的，间隙和环具有更高的对比度在毫米发射比在近红外。在无效捕获的情况下，在两个波长处也形成结构，从而在NIR中产生更深和更宽的间隙。我们的研究结果强调了获得气体和粒子扩散参数的观测约束以及短波长和长波长处的间隙特性的重要性，以更好地了解PPD的基本特征和在这些物体中观察到的结构的起源。
2020-11-27 astro-ph.EP
Can the giant planets of the Solar System form via pebble accretion in a smooth protoplanetary disc?
本研究以微行星为起点模拟包含行星迁移的行星形成过程，发现动力学相互作用会阻碍卵石吸积，且行星迁移导致大质量核内迁，需替代机制解释太阳系冷巨行星的形成。
2024-03-25 astro-ph.EP
Are the observed gaps in protoplanetary discs caused by growing planets?
最近对原行星盘的详细观测揭示了许多亚结构，其中大多数是环状的。一种解释是，这些光环是由不断增长的行星造成的。这些潜在的行星还没有在它们的圆盘上打开非常深的缝隙。相反，这些行星在圆盘上形成小间隙，在其轨道外部产生小的压力颠簸，阻止最大尘埃颗粒的流入。在卵石吸积范例中，这个行星质量对应于卵石隔离质量，卵石吸积停止，有效的气体吸积开始。我们通过卵石和气体吸积进行行星人口合成，包括I型和II型迁移。在模拟的第一阶段，我们研究行星到达卵石隔离质量所需的条件，并将它们的位置与观察到的间隙进行比较。我们发现，为了匹配的差距结构2000 M E的卵石是必要的，这将只适用于最富金属的恒星。然后，我们跟踪这些行星的演化，将其与观测到的系外行星种群进行比较。行星形成在光盘与这些大量的卵石导致大多数形成气体巨星和只有很少的超级地球，矛盾的观察。这导致的结论是，要么（i）观察到的磁盘是例外，（ii）不是所有的差距，观察到的磁盘是由行星或（iii），我们错过了一些重要的成分，在行星形成有关的气体吸积和/或行星迁移。
2019-06-27 astro-ph.EP
Extreme Pebble Accretion in Ringed Protoplanetary Discs
用（亚）毫米成像在原行星盘中观测到含有数十至数百个地球质量固体的轴对称尘埃环。在这里，我们调查的大规模（150 M $_\oplus$）轴对称尘埃陷阱通过尘埃和气体流体动力学模拟的行星胚胎的生长。当解释行星胚胎的吸积光度来自卵石吸积时，对周围气体的热反馈导致反气旋涡旋的形成。由于涡旋是在行星所在的位置形成的，这对行星的成长有着重大的影响：当尘埃向涡旋中心的压力最大值漂移时，它最初与行星位于同一位置，在“涡旋辅助”的卵石吸积的独特阶段，实现了快速的吸积率。一旦漩涡由于与圆盘的相互作用而与行星分离，它就会积聚灰尘，关闭行星上的吸积。我们发现，这种快速的吸积，介导的漩涡，在行星包含$\approx$ 100 M $_\oplus$的固体。我们跟踪涡旋的演变，以及尘埃颗粒在压力最大时积累的效率与其尺寸的函数关系，并研究这对行星生长以及原行星盘形态的影响。我们推测，这种极端的形成情景可能是巨行星的起源，这些巨行星被确定为重元素显著增强。
2022-06-28 astro-ph.EP
Gravitoviscous protoplanetary disks with a dust component. III. Evolution of gas, dust, and pebbles
我们研究的动力学和生长的尘埃粒子在拱盘的不同质量，容易在关键的第一个万年的演变引力不稳定。尘埃成分由两种不同的成分组成：微米大小的尘埃和不断变化大小的成年尘埃。对于粉尘组分，我们考虑了粉尘的凝聚、破碎、与气体的动量交换以及粉尘的自重。我们发现，如果碎裂速度为$30\rm~ms^{-1}$，则微米级尘埃颗粒在星周盘中迅速生长，在盘形成后不到100 kyr的时间内，在盘内部100 au内达到几厘米大小。由于微米尘埃颗粒从周围的信封，这是一个微米灰尘水库，大约厘米大小的尘埃颗粒继续存在于磁盘超过900千年后，磁盘形成，并保持一个尘埃-气体比接近0.01。我们发现，一个很强的相关性之间存在的气体和卵石通量的磁盘。我们发现，无论盘的质量如何，盘中卵石的径向面密度分布均呈幂律分布，其指数与最小质量太阳星云（MMSN）相似。我们还表明，在我们的模型中的气体表面密度与测量的尘埃在AS 209，HD 163296，和DoAr 25系统的原行星盘。卵石是在原行星盘演化的非常早期阶段形成的。它们在行星形成过程中起着至关重要的作用。我们的光盘模拟揭示了早期发病（$<10^5$年）的向内漂移通量的卵石大小的颗粒，约占百分之一和十分之一的气体质量流量，这似乎与毫米观测光盘。（节录）
2020-03-31 astro-ph.EP
Rapid protoplanet formation in vortices: three-dimensional local simulations with selfgravity
本研究通过高分辨率三维局部模拟发现，原行星盘涡旋中捕获的卵石云会发生引力坍缩，快速形成月球至火星质量的原行星，其质量在约5个轨道周期内翻倍。
2024-06-25 astro-ph.EP
Pebble Accretion
本文介绍行星形成的卵石吸积机制，阐述其框架核心参数、大卵石吸积行为及效率评估方式，对比其与星子吸积的差异，指出该机制在致密环中效率极高。
2024-12-11 astro-ph.EP
Comment on "Did the terrestrial planets of the Solar System form by pebble accretion?"
针对MKN（2024）认为太阳系类地行星非通过pebble accretion形成的结论，本文指出pebble accretion仍是可行机制（地球70%质量或源于此），且其与Hf-W系统可协调，挑战了两类模型非此即彼的区分。
2024-11-27 astro-ph.EP
Giant planet formation at the pressure maxima of protoplanetary disks II. A hybrid accretion scenario
最近对原行星盘的观测揭示了与压力最大有关的环状结构。压力最大是已知的灰尘收集器和行星迁移陷阱。大部分的行星形成工作都是基于卵石吸积模型或小行星吸积模型。然而，最近的研究提出木星可能是由卵石和微行星的混合吸积形成的。我们的目标是研究行星形成的全过程，包括尘埃演化，星子形成和行星生长在一个原行星盘的压力最大。通过数值模拟，我们计算了气体和尘埃的演化，包括尘埃的生长，破碎，径向漂移和颗粒在压力冲击的积累。我们还考虑了星子的形成流动的不稳定性和形成一个月球大小的胚胎，成长为一个巨大的行星的混合吸积卵石和星子。我们发现，在原行星盘的压力最大值是有效的尘埃向内漂移的收集器。由于大量尘埃聚集在压力隆起处，满足了流动不稳定性形成星子的条件。然后，一个巨大的核心是迅速形成（在$\sim 10^4$年）的卵石吸积。在达到卵石隔离质量后，核心的增长缓慢地继续吸积星子。星子吸积释放的能量延迟了失控气体吸积的开始，使得气体巨星在$\sim$ 100万年后形成。压力最大值也起到了运移圈闭的作用。原行星盘中的压力极大值是尘埃陷阱、由流动不稳定性形成的星子和行星迁移陷阱的优先位置。所有这些条件允许通过卵石和星子的混合吸积快速形成一颗巨大的行星。
2020-08-14 astro-ph.EP
A pebble accretion model for the formation of the terrestrial planets in the Solar System
在年轻恒星周围的原行星盘中有大量毫米大小的卵石。原始陨石内部的球粒--由尘埃、聚集体、卵石的熔化或微行星之间的碰撞形成--具有相似的尺寸。卵石吸积对类地行星形成的作用仍然不清楚。在这里，我们提出了一个模型，向内漂移的鹅卵石饲料的增长类地行星。金星、地球、忒伊亚（后来与地球相撞形成月球）和火星的质量和轨道都与围绕火星轨道形成的原行星上的鹅卵石吸积一致，并在成长过程中迁移到最终位置。地球和火星的同位素组成是由两代卵石的吸积在质量上相匹配的，携带着不同的同位素特征。最后，我们表明，地球的水和碳预算可以提供卵石从早期的一代之前，气体信封变得足够热，蒸发挥发物。
2021-02-17 astro-ph.EP
Torques Induced by Scattered Pebble-flow in Protoplanetary Disks
行星核心的快速向内迁移是当前行星形成范式中的一个常见问题。尽管尘埃在原行星盘中无处不在，但它在行星胚胎迁移历史中的动力学作用尚未得到评估。在这封信中，我们表明，由低质量行星胚胎引起的散射球流导致了不对称的尘埃密度分布，能够施加净扭矩。通过分析一个大型的多流体流体动力学模拟解决磁盘和低质量行星之间的相互作用在一个固定的圆形轨道，并忽略尘埃反馈到气体，我们确定了两个不同的制度，气体和重力为主，分散的球流结果在几乎所有情况下，在正扭矩。我们收集我们的测量在第一个扭矩图的尘埃盘，这将使人口合成模型的尘埃动力学迁移的影响纳入。根据尘埃漂移速度、尘埃-气体质量比/分布和胚胎质量，尘埃引起的扭矩有可能阻止行星核心向内迁移，甚至诱导行星核心快速向外迁移。因此，我们预计，尘埃驱动的迁移可能在行星的形成历史中发挥主导作用。由于尘埃扭矩与磁盘金属丰度的比例，我们建议，尘埃驱动的向外迁移可能会提高遥远的巨行星在高金属丰度系统的发生。
2018-11-22 astro-ph.EP
Vortex instabilities triggered by low-mass planets in pebble-rich, inviscid protoplanetary discs
在原行星盘的最内部区域，固气比可以通过许多过程大大增加，包括光蒸发和颗粒漂移。MHD盘模型还表明在$R\lesssim 10$ AU存在死区，其中靠近中平面的区域保持层流。在这种情况下，我们使用双流体流体动力学模拟来研究固定轨道上的低质量行星（$\sim 1.7 \;{\rm M_\oplus}$）和无粘的富含卵石的圆盘之间的相互作用，固体与气体的比例为$ε\ge 0.5$。对于Stokes数St= 0.1，0.5的卵石，通过Rossby波不稳定性在行星分界线处形成多个尘埃涡旋。由于气体阻力的影响，然后导致一个强大的增强固气比，这可以增加一个因素的$\sim 10^3$的边缘耦合粒子与St=0.5。在流动不稳定性中，卵石团重组成细丝，可能会崩溃形成星子。当行星被允许在MMSN盘中迁移时，由于迁移，涡旋不稳定性被延迟，但一旦向内迁移停止，由于强烈的正卵石扭矩，涡旋不稳定性就开始了。同样，当行星经历一段向外迁移的过程时，在圆盘中形成了在间隙中演化的粒子细丝。我们的研究结果表明，由低质量行星引发的涡旋不稳定性可能在形成富含卵石的无粘性圆盘中的微行星中发挥重要作用，并可能显着修改低质量行星的迁移。它们还意味着行星尘埃间隙可能不一定包含行星，如果这些行星迁移走了。
2019-06-19 astro-ph.EP
Influences of three-dimensional gas flow induced by protoplanets on pebble accretion --$\rm\,I\,$. shear regime
卵石吸积模型有可能解释各种类型行星的形成。一颗生长中的行星嵌在盘中会引起三维（3D）气体流动，这可能会影响卵石的吸积。在这项研究中，我们调查的三维行星引起的气体流卵石吸积的影响。假设非等温、无粘气体盘，我们在球形极坐标网格上进行3D流体动力学模拟。然后，我们数值积分卵石的运动方程在三维流体动力学模拟数据。我们发现，行星引起的气体流中的卵石的轨迹显着不同的未扰动的剪切流的卵石尺寸范围广泛的调查（${\rm St}=10^{-3}$ -$10^{0}$，其中${\rm St}$是斯托克斯数）。马蹄形流和气体外流改变了卵石的运动，导致吸积窗宽度$w_{\rm acc}$和吸积截面$A_{\rm acc}$减小。另一方面，轨道的变化也会导致卵石与行星的相对速度增加，从而抵消了$w_{\rm acc}$和$A_{\rm acc}$的减少。因此，在斯托克斯制度，卵石的吸积概率，$P_{\rm acc}$，在行星引起的气体流是可比的，在未扰动的剪切流，除了当斯托克斯数是小的，${\rm St}\sim10^{-3}$，在二维吸积，或当行星的热质量是小的，$m=0.03$在三维吸积。相反，在爱泼斯坦制度，$P_{\rm acc}$在行星引起的气体流变得小于在斯托克斯制度的剪切流在2D和3D吸积，无论假设的${\rm St}$和$m$。我们的研究结果表明，三维行星诱导气流可能有助于解释系外行星的分布…
2019-11-29 astro-ph.EP
The radial dependence of pebble accretion rates: A source of diversity in planetary systems I. Analytical formulation
上下文行星形成的经典“星子”吸积方案最近随着“卵石”（在原行星盘中迁移的厘米至米大小的冰粒）的想法而演变，这种想法可以控制星子和/或行星的生长。目的。我们研究卵石吸积如何依赖于磁盘的性质和影响的形成行星系方法。我们构建分析模型的卵石吸积到行星胚胎，始终占卵石流的质量和轨道演化，并反映磁盘结构。结果我们推导出简单的公式卵石吸积率在所谓的“解决”制度的行星胚胎的大小超过100公里。对于相对较小的胚胎或在外盘区域，吸积模式是3D的，这意味着卵石流的厚度必须考虑在内，并导致吸积率是独立的胚胎质量。对于较大的胚胎或在内部区域中，吸积处于2D模式，即，卵石盘可以被认为是无限薄的。我们发现，径向依赖的卵石吸积率是不同的（甚至符号的幂律指数的变化）为不同的磁盘条件，如磁盘热源（粘性加热或恒星辐射），阻力定律（斯托克斯或爱泼斯坦，弱或强耦合），并在2D或3D吸积模式。我们还讨论了升华/破坏冰卵石内雪线的效果。结论.卵石吸积很容易产生大量的行星系的多样性。换句话说，要正确地推断出通过卵石吸积形成行星形成的结果，需要对盘的演化和卵石的生长、升华/破坏和迁移进行详细的规定。
2016-04-14 astro-ph.EP
On the origin of transition disk cavities: Pebble-accreting protoplanets vs Super-Jupiters
研究低质量行星通过卵石吸积形成过渡盘尘埃空腔的机制，提出含行星过渡盘可分为气态巨行星开缝和海王星吸积卵石两类，其环形态差异可用 ALMA 观测区分。
2024-10-03 astro-ph.EP
Chemical Feedbacks of Pebble Growth: Impacts on CO depletion and C/O ratios
对原行星盘的观测揭示了它们是复杂和动态的，气体和尘埃的垂直和径向运输与化学和行星形成同时发生。以前的原行星盘模型主要关注静态盘中气体和尘埃的化学演化，或化学惰性盘中固体的动力学演化。在本文中，我们提出了一个新的一维方法模拟卵石生长和化学同时进行。气体和小尘埃颗粒可以垂直扩散，连接圆盘所有高度的化学物质。卵石被认为是由中面周围的尘埃形成的，继承了这个位置的冰的成分。我们提出了这个模型的结果后，1万年的磁盘周围的1 $M_\odot$星在不同的位置内和外的CO雪线的演变。我们发现，对于一个湍流盘（$α= 10^{-3}$），CO是耗尽从表面层的磁盘大约1-2个数量级，与观测的原行星盘。这是通过冰封存和降低紫外线不透明度的结合来实现的，两者都是由卵石生长驱动的。此外，我们发现通过卵石生长和封存的冰物种的选择性去除可以增加气相C/O比的值约为1。然而，我们的模型是无法产生的C/O值$\sim$ 1.5-2.0推断从原行星盘的观测，这意味着选择性封存冰是不足以解释C/O比$>1$。
2022-02-01 astro-ph.EP
Planetary core formation via multi-species pebble accretion
在卵石核心成长的一般经典图像中，行星核心是通过单个卵石物种的吸积而成长的。成长中的行星可能会达到所谓的卵石隔离质量，在那里它会引起一个压力隆起，阻止向内漂移的卵石进入其轨道之外，从而通过卵石吸积来阻止核心的生长。在最近的水动力学模拟中，卵石过滤的压力冲击取决于几个参数，包括核心质量，盘结构，湍流粘度和卵石的大小。我们研究了如何吸积的多个，而不是单一的，卵石物种影响核心增长率，以及如何依赖卵石隔离质量湍流粘度和卵石大小设置最终的核心群众。我们进行了数值模拟，在粘性1D光盘，其中最大晶粒尺寸的晶粒生长，破碎和漂移限制。我们确认，核心的增长率和最终的核心质量是敏感的三个关键参数：阈值速度，卵石碎片碰撞，湍流粘度和分布的卵石物种，产生的多样性的行星核心。随着多个卵石种类的吸积，行星核心可以快速增长，达到30 - 40 $M_{\rm{E}}$的质量。冷气体巨星的潜在核心能够从最初植入远达50 AU的胚胎中形成。我们的研究结果表明，多物种卵石的吸积可以解释：估计25 - 45 $M_{\rm{E}}$重元素丰富的木星的核心内;太阳系外行星的大规模核心;盘环和更广泛的轨道间隙;早期和快速形成的行星体。
2021-11-30 astro-ph.EP
Catching drifting pebbles I. Enhanced pebble accretion efficiencies for eccentric planets
凝聚理论预测，微米大小的尘埃颗粒长大成鹅卵石，当它们达到毫米-厘米的大小时，这些鹅卵石向内漂向恒星。当它们穿过行星的轨道时，这些漂浮的鹅卵石中的一小部分将被吸积。在卵石吸积机制中，行星的引力和气体阻力的综合作用大大增加了吸积速率。我们计算卵石吸积效率$\varepsilon_{2D}$ -卵石被行星吸积的概率-在二维极限（卵石驻留在中平面）。特别是，我们调查的依赖$\varepsilon_{2D}$的行星偏心率和它的影响行星形成模型。我们进行N体模拟计算卵石吸积效率在本地框架和全球框架。用全局方法研究了行星在偏心轨道上的卵石吸积效率。我们发现，当地和全球的方法一般给出一致的结果。当行星的偏心率决定了卵石与行星之间的相对速度时，效率随行星的偏心率而增加。然而，在大的离心率下，相对速度变得太大，不适合卵石的吸积。然后，效率显著下降，并且吸积进入弹道状态。给出了$\varepsilon_{2D}$的一般表达式。将得到的公式应用于次级行星的形成，与已经形成的巨行星共振，我们发现胚胎由于其较大的偏心率而快速生长。偏心轨道上的行星的最大$\varepsilon_{2D}$比圆形轨道上的行星高出几倍，但这种增加给了行星一个重要的开端，并促进了其随后的质量增长。
2018-04-17 astro-ph.EP
Pebble Accretion and the Diversity of Planetary Systems
我研究的标准模型的行星形成，包括卵石吸积，使用数值模拟。大到足以成为巨行星的行星胚胎不会在典型的磁盘寿命内形成超过冰线，除非冰卵石以比岩石卵石更高的速度粘附。像太阳系这样的系统（小的内行星，巨大的外行星）可以形成，如果（i）冰卵石比岩石卵石更粘，（ii）微行星的形成效率随着卵石的大小而增加，这阻止了大质量类地行星的形成。冰线以外的增长主要是卵石的堆积。大多数增长发生在早期，当卵石的表面密度高，由于向内漂移的卵石从外盘。在外盘耗尽后，增长速度要慢得多。结果是敏感的磁盘半径和湍流水平，控制的寿命和最大尺寸的卵石。结果是敏感的最大的星子的大小，因为有一个阈值质量的卵石吸积的开始。如果在卵石仍然丰富的情况下形成了一些大的星子，那么星子的形成速率就不重要了。两个结果被看到，取决于卵石吸积是否开始，而卵石仍然丰富。要么（i）多颗气态巨行星在冰线之外形成，小行星在靠近恒星的地方形成，一个类似柯伊伯带的天体盘被巨行星向外散射;要么（ii）没有巨行星形成，天体保持地球质量或更小。
2016-04-21 astro-ph.EP
Planet Formation: An Optimized Population-Synthesis Approach
利用粒子数综合方法研究了行星形成的物理过程。我们发展了一个简单的行星生长模型，包括卵石和气体吸积，以及在一个不断发展的原行星盘中的轨道迁移。该模型是运行人口的2000个恒星的磁盘质量和半径的范围内，和初始原行星轨道。所得到的行星分布与观测到的太阳系外行星的人口进行比较，并使用粒子群优化方案迭代地改进模型参数。最终的行星系的特征主要由卵石隔离质量控制，这是一颗行星的质量，它足以扰动附近的气体，使漂移的卵石停止向内流动，停止生长。卵石隔离质量随着轨道距离的增加而增加，因此巨大的行星核心只能在外盘中形成。巨人向内迁移，在最后的轨道距离范围内居住。最适合的模型具有大的初始原行星质量，短的卵石漂移时间尺度，低磁盘粘度和短的大气冷却时间，所有这些都促进了快速增长。该模型成功地再现了观测到的巨行星和棕矮星的频率和分布。对于单行星系统来说，超级地球的适合性较差，但当包含更多的原行星时，它会稳步提高。虽然这项研究的目的是为了匹配太阳系外行星的分布，但类似于太阳系的系统中有1-2%至少包含4颗原行星。
2018-08-09 astro-ph.EP
Instabilities and Flow Structures in Protoplanetary Disks: Setting the Stage for Planetesimal Formation
本章重点介绍了原行星盘中湍流和中尺度流动结构的性质及其在行星形成过程中的作用。在这里，我们专注于卵石云的引力坍缩形成的星子。大规模和长寿命的流结构-涡和带状流-是弱磁和流体动力学不稳定性的压力和熵分层准开普勒剪切流与磁盘的快速旋转相互作用的结果。另一方面，涡旋和纬向流是进入圆盘径向卵石通量的粒子陷阱，导致局部足够的积聚以触发引力坍缩，直接将卵石转化为许多公里大小的微行星。这种崩溃是缓和的流动的不稳定性，这是一个反反应，从颗粒积聚到气流。在没有捕获卵石并因此增加局部固气比的情况下，这种反反应最终将通过湍流扩散阻止行星的形成。因此，长寿命的流动结构的形成是一个必要的条件，一个有效的和快速形成的星子。
2018-12-04 astro-ph.EP
Linking planetary embryo formation to planetesimal formation II: The impact of pebble accretion in the terrestrial planet zone
近年来，行星核上的卵石吸积现象得到了广泛的研究，并被发现是行星生长的一种非常有效的机制。虽然大多数研究假设行星核心作为其模拟的初始条件，但这些核心如何，在何处以及何时形成的问题往往被忽视。我们研究了卵石吸积过程中的行星胚胎的形成阶段和随后的演变在拱星盘演化的早期阶段的影响。在这样做的过程中，我们的目标是量化行星胚胎形成的时间尺度和局部依赖性，基于磁盘的固体演化。我们将一维两种群固体演化模型和卵石通量调节的星子形成模型与N体程序LIPAD相连接。在我们的研究中，我们专注于与初始尺寸为100公里的直径的星子的增长，星子碰撞和卵石吸积的第一个100万年的粘性不断发展的磁盘。我们比较了18个不同的N体模拟，在这些模拟中，我们改变了100万年后的微行星总质量，微行星盘的表面密度分布，径向卵石通量和卵石吸积的可能性。卵石堆积导致形成更少，但实质上更大的胚胎。可能的胚胎形成的区域是微弱的影响，卵石的吸积和最里面的胚胎往往形成稍早相比，卵石吸积被忽略的模拟。卵石吸积强烈地增强了超级地球在类地行星区域的形成，但它不会增强更大距离处胚胎的形成。
2020-08-24 astro-ph.EP
How dust fragmentation may be beneficial to planetary growth by pebble accretion
卵石吸积是行星核心快速增长的一种新兴模式。卵石通量和卵石尺寸是卵石堆积模型中的关键参数。我们的目标是从最先进的尘埃凝聚模型中推导出卵石的大小和通量，了解它们对磁盘参数和碎裂阈值速度的依赖性，以及卵石吸积对行星生长的影响。我们使用一个一维的尘埃演化模型，包括尘埃的生长和破碎计算现实卵石的大小和质量通量。我们利用这些信息来整合放置在原行星盘不同位置的行星胚胎的生长。卵石通量强烈地依赖于磁盘的属性，如其大小和湍流水平，以及尘埃聚集体的破碎阈值。我们发现，尘埃碎片化可能以多种方式有利于行星的生长。首先，它阻止固体生长到非常大的尺寸，因此卵石堆积的效率下降。更重要的是，小卵石的消耗速度较慢，提供了一个长期的卵石流量。由于全凝聚模型计算量大，我们提供了一个简单的方法，估计卵石的大小和流量在任何原行星盘模型没有子结构和任何碎裂阈值速度。
2021-01-05 astro-ph.EP
On the dynamics of pebbles in protoplanetary disks with magnetically-driven winds
我们提出了一个分析模型来研究卵石的生产和他们的径向运输通过一个原行星盘（PPD）与磁驱动风。虽然大多数以前的分析研究在这种情况下，假设径向湍流系数等于垂直灰尘扩散系数，在最近的数值模拟结果的光，我们放宽了这一假设，通过采用有效的参数化的湍流系数的强度驱动风的磁场。理论研究已经指出，即使在没有风的情况下，这些系数也不一定相等，尽管它对卵石生产的影响还没有被探索。在本文中，我们调查的卵石生产线的演变，径向质量通量的卵石和相应的表面密度的等离子体参数的函数在磁盘中平面。我们的分析明确表明，磁驱动的风在PPD的存在下，导致相当大的减少的速度和持续时间的卵石交付。我们表明，当风很强，核心增长的质量由于卵石吸积是如此之慢，它是不太可能的核心可以达到一个卵石隔离质量在PPD的寿命。当核心的质量达到这个临界值时，由于核心驱动的气体扰动，卵石吸积停止。然而，随着风强度的减小，卵石堆积可能会在较短的时间内将核心的质量增加到卵石隔离质量。
2018-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Forming Giant Planets Around Late-M Dwarfs: Pebble Accretion and Planet-Planet Collision
本研究通过N体模拟提出卵石驱动核吸积模型，发现多原行星碰撞可突破卵石隔离质量，促进晚期M矮星周围短周期巨行星形成。
2023-11-17 astro-ph.EP
Pebble isolation mass --- scaling law and implications for the formation of super-Earths and gas giants
行星核心通过卵石吸积的增长在所谓的卵石隔离质量处停止，当核心产生一个压力隆起，将漂浮的卵石困在其轨道之外时。如果孤立的质量非常小，那么气体吸积就会延长，行星的质量就会保持在几个地球质量，主要是固体成分。如果卵石隔离质量的值更大，行星可能会从原行星盘中吸积气体，并成长为气体巨星。先前的工作已经确定了卵石隔离质量与圆盘纵横比的立方的缩放。在这里，我们扩大以前的测量和探索的卵石隔离质量的依赖关系上的所有相关参数的原行星盘。我们使用3D流体动力学模拟来测量卵石隔离质量，并推导出一个简单的标度律，该标度律捕获了对局部圆盘结构和湍流粘度参数$α$的依赖性。我们发现，小卵石，耦合到气体，斯托克斯数$τ_{\rm f}<0.005$可以漂移通过卵石隔离质量的部分间隙。然而，随着行星质量的增加，粒子必须越来越小才能穿过压力隆起。然而，颗粒的湍流扩散可导致卵石隔离质量增加两倍，这取决于背景粘性的强度和卵石的大小。最后，我们探讨了新的卵石隔离质量的形成的行星系的形成比例定律的影响，通过数值积分的增长和迁移路径的行星在不断发展的原行星盘。与忽略卵石隔离质量对$α$粘度的依赖关系的模型相比，我们的模型包括这种效应，导致巨行星的核心质量更大。这些较大的核心质量更接近于太阳系中巨行星的核心质量。
2018-01-12 astro-ph.EP
A multi-fluid approach for polydisperse pebble accretion: From particles to fluids, establishing the multifluid framework
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文通过多流体方法研究多分散石英吸积，探讨了气体盘演化、固气反作用及石英尺寸分布对成长的影响，验证了该方法的准确性。
2026-06-24 astro-ph.EP
Effects of pebble accretion on the growth and composition of planetesimals in the inner Solar System
最近的研究表明，除了质量越来越大的星子碰撞的经典观点外，毫米到米大小的“卵石”的吸积也可以重现类地行星的质量轨道分布。在这里，我们进行N体模拟研究卵石吸积对生长在太阳系内的不同直径的微行星的影响。模拟运行发生在气盘的寿命，同时也考虑到木星的增长。我们发现，卵石吸积可以增加固体盘的质量至少几倍，其初始质量与合理的假设，卵石碎片较小的颗粒在雪线和气体盘诱导的轨道迁移效应的力量。卵石对质量的如此大的贡献似乎意味着内太阳系的同位素组成应该与卵石源（即外太阳系）相似。这一推论似乎违反了所观测到的太阳系样本的核合成同位素二分法。因此，卵石吸积在类地行星的形成过程中几乎没有作用。
2021-12-22 astro-ph.EP
The interplay between pebble and planetesimal accretion in population synthesis models and its role in giant planet formation
本研究通过混合卵石-星子模型揭示，两种吸积机制并存会抑制巨行星形成，而晚期星子吸积加热延迟气体吸积，结合内向迁移导致形成近距离冰质亚海王星。
2023-04-25 astro-ph.EP
Pebble-driven migration of low-mass planets in the 2D regime of pebble accretion
本文通过新代码Deneb研究二维卵石吸积对低质量行星迁移的影响，发现卵石吸积造成的前后不对称分布可产生正力矩，使小斯托克斯数行星也能向外迁移，并给出了可纳入N体模拟的卵石力矩标度律。
2024-10-03 astro-ph.EP
Can Close-In Exoplanets form by Pebble Accretion?
本文研究了卵石吸积模型中各参数对1 au内近距离行星生长的影响，发现盘湍流强度对行星生长的影响最大，其次是恒星质量、轨道间距和恒星金属丰度。
2025-04-30 astro-ph.EP
How planets grow by pebble accretion IV: Envelope opacity trends from sedimenting dust and pebbles
一颗行星所能结合的星云气体的数量受到其冷却速度的限制，而冷却速度又由其外壳的不透明度决定。堆积的尘埃和卵石增加了包层的不透明度，从而影响了行星形成的结果。我们的目标是模拟行星包络内固体的尺寸演化和不透明度贡献。然后，我们使用由此产生的不透明度关系研究行星形成的紧急趋势。我们设计了一个模型的不透明度的固体行星信封，占增长，破碎和侵蚀的卵石在其沉积过程中。我们制定了分析表达式的不透明度的卵石和尘埃，并绘制出其趋势作为一个功能的深度，行星质量，距离和吸积率。我们发现，卵石而不是星子的吸积可以产生完全对流的信封，但只有在低质量的行星，居住在外盘或在那些以高速率吸积卵石。在这些条件下，卵石的大小受到破碎和侵蚀的限制，使它们堆积在信封中。在更高的行星质量或减少吸积率，一个不同的制度适用于沉积卵石的大小只受其增长速度的限制。在这个增长有限的制度是不透明度低得多，急剧下降的深度和行星质量，但不变的卵石质量通量。我们的研究结果意味着，形成行星信封的不透明度不能近似的值是常数，无论是深度或行星质量。当应用到太阳系，我们认为，天王星和海王星不可能保持足够高的不透明度，以避免失控的气体吸积，除非他们都经历了足够快的固体吸积和形成晚。
2021-06-07 astro-ph.EP
The growth of super-Earths: the importance of a self-consistent treatment of disc structures and pebble accretion
原行星盘的条件是各种行星形成机制的决定因素。我们提出了一个框架，它结合了自洽盘结构的行星胚胎通过卵石吸积的增长率的计算，以研究超级地球的形成。我们首先进行2D流体动力学模拟的内部光盘，考虑与多个化学物种和其相应的大小和组成依赖的不透明度的粒度分布。由此产生的长宽比几乎随轨道距离而恒定，从而产生径向恒定的卵石隔离质量，即卵石吸积停止的质量。这支持了开普勒观测中的“豆荚中的豌豆”约束。导出的卵石尺寸被用来计算行星胚胎通过卵石吸积的增长率。具有低湍流水平（通过$α$ -粘度表示）和/或高粉尘破碎速度的圆盘允许较大的颗粒，因此导致较小的卵石隔离质量，反之亦然。与此同时，小卵石尺寸导致低吸积率。我们发现，有一个卵石隔离质量和增长的时间尺度之间的权衡与最佳的一组参数是一个$α$ -粘度的$10^{-3}$和尘埃破碎速度为10米/秒，主要是为初始气体表面密度（在1 AU）大于1000 $\rm{g/cm^2}$。因此，圆盘结构和卵石大小之间的自洽处理对于行星形成模拟至关重要。
2021-03-22 astro-ph.EP
Promoted Mass Growth of Multiple, Distant Giant Planets through Pebble Accretion and Planet-Planet Collision
我们提出了一个卵石驱动的行星形成方案，形成巨行星与高的多重性和大的轨道距离在早期的气体盘阶段。我们进行N体模拟，以调查的增长和迁移的低质量的原行星在磁盘与内部粘性加热和外部恒星辐射区。这个模型的主要特征是巨行星核心通过卵石吸积和行星-行星碰撞的组合快速生长。因此，这加速了它们的气体吸积。由于有效的增长，地球早期从快速的I型迁移过渡到缓慢的II型迁移，大大减少了向内迁移。多个巨行星可以以这种方式随着半长轴的增加而依次形成。与单个行星增长的情况相比，当考虑大量原行星时，质量增长和轨道保持都更加明显。最终，在原行星诞生后，在$1.5{-}3$ Myr内形成了一些轨道距离为几个到几十个天文单位的巨行星。由此产生的模拟行星种群可能与磁盘观测中显示的子结构以及径向速度和微透镜调查中观察到的大轨道距离系外行星有关。
2020-06-11 astro-ph.EP
Concurrent effects of gas drag and planet migration on pebble accretion
我们研究了迁移行星（$10<M_p<20$地球质量）的影响，在一个辐射盘卵石的动力学使用二维双流体模拟进行的RoSSBi代码。由迁移行星引起的波动和对气体的拖曳反作用的共同作用产生了卵石通量的复杂演化。波浪激发了纬向流，这些纬向流起到了灰尘陷阱的作用，并积聚了卵石。由于拖曳反作用，开尔文-亥姆霍兹不稳定性发展，产生湍流尘埃环，其中包含几个地球质量的固体，那里可能形成微行星。行星质量越大，尘埃环发展得越快。在与行星迁移的竞争中，这个过程触发了几个尘埃环，径向分离尺度为$1/M_p$。我们发现了围绕$13$地球质量的转变。在那之下，卵石停在行星轨道的内侧，但卵石在行星上的吸积是持续的。在此之上，尘埃环区域的阻力反作用在行星迁移时改变了压力分布，这限制了卵石吸积的进一步增长。这种新的{ \it卵石隔离质量}比文献中经常报道的低约2倍。这减少了超级地球行星的整体形成时间尺度，同时有利于它们在圆盘消散后的生存，因为进一步的吸积被扼杀。最后，我们的研究结果支持一个混合模型的形成木星通过卵石和星子吸积。
2020-09-10 astro-ph.EP
Partial Differentiation of Callisto as Possible Evidence for Pebble Accretion
本文证明木卫四的部分分异状态无法由卫星子吸积产生，但可由卵石吸积维持，提出若JUICE等任务证实该状态，将首次为卵石吸积机制提供观测证据。
2025-07-03 astro-ph.EP
The effect of a strong pressure bump in the Sun's natal disk: Terrestrial planet formation via planetesimal accretion rather than pebble accretion
碳质和非碳质陨石的质量独立同位素异常显示出明确的二分法，表明太阳系的内部和外部有效分离。观测表明，在原行星盘中，毫米大小的卵石分布中，环状结构是常见的。这些结构往往与漂流卵石被捕获的局部压力最大的气体盘。类似的结构也可能存在于太阳的出生盘中，这可以自然地解释陨石/行星同位素的二分法。在这里，我们测试的影响，一个强大的压力在外盘（例如$\sim$ 5~au）的形成的内部太阳系。我们模拟了尘埃的凝聚和演化，星子的形成，以及通过星子和卵石的吸积胚胎的生长。我们的研究结果表明，陆地胚胎形成通过星子吸积，而不是卵石吸积。在我们的模型中，卵石的径向漂移促进了微行星的形成。然而，一旦形成了一个压力冲击，内部磁盘中的卵石通过漂移丢失之前，他们可以有效地增生的胚胎生长在$\gtrapprox$ 1~au。在$\sim$ 0.5-1.0au中的胚生长相对较快，并且可以更有效地附聚卵石。然而，这些同样的胚胎生长到更大的质量，所以它们应该向内迁移，这与当前的太阳系不一致。因此，类地行星很可能是由月球的巨大撞击吸积到大约火星质量的行星胚胎中形成的，大约在$\gtrapprox$ 1.0~au左右。最后，我们的模拟产生了一个陡峭的径向质量分布的星子在陆地区域，这是定性对齐的形成模型表明，小行星带出生低质量。
2021-05-03 astro-ph.EP
Separating gas-giant and ice-giant planets by halting pebble accretion
在太阳系中，巨行星有两种类型：“气态巨行星”（木星和土星），有大量的气体外壳;“冰态巨行星”（天王星和海王星），其核心周围的外壳要薄得多。人们对这两类行星是如何形成的知之甚少。在原行星盘的生命周期内，形成巨行星核心所必需的高固体吸积率，加热了包层，阻止了气体快速收缩到核心上，除非吸积停止。我们发现，事实上，卵石（~厘米大小的粒子）的吸积是自我限制的：当核心变得足够大时，它会在卵石盘上刻出一个缺口。卵石吸积的停止随后触发了超临界气体包层的快速坍缩。与气体巨星相反，冰巨星没有达到这个临界质量，只能结合低质量的包裹层，这些包裹层被升华的冰卵石中的水蒸气高度富集。这为太阳系中气态巨星和冰巨星之间的成分差异提供了一个解释。此外，相对于小行星驱动的吸积的情况下，我们的模型允许核心的形成和信封的吸引力在光盘的寿命，只要在原行星盘的固体主要是在鹅卵石。我们的研究结果意味着，行星系的外部区域，在那里停止卵石吸积所需的质量是大的，是由冰巨人和气体巨人系外行星在广泛的轨道是由超过50个地球质量的固体富集。
2014-08-26 astro-ph.EP
An Analytical Theory for the Growth from Planetesimals to Planets by Polydisperse Pebble Accretion
本文推导了卵石吸积的多分散理论，发现在 Bondi 状态下吸积率比单分散情况高 1-2 个数量级，使行星种子能在盘寿命内直接通过卵石吸积生长，减轻了对星子碰撞的依赖。
2023-01-10 astro-ph.EP
Pebble accretion in self-gravitating protostellar discs
卵石吸积已成为行星形成的核心吸积模型的一个流行组成部分，特别是与紧凑，共振的陆地行星系的形成。卵石最初形成于内部原行星盘，在径向扩张的前沿向外扫过，可能通过迁移和流动不稳定性形成星子和行星核心。这个卵石锋出现在早期，通常被认为是一个低质量的圆盘。我们认为，这张照片是在年轻的拱星盘，这是巨大的和自引力的现实冲突。我们应用标准卵石吸积和流动不稳定性公式的自引力原恒星盘模型。碎片会在卵石盘中打开一个缺口，但它们可能无法在气体中打开一个缺口，并继续快速向内迁移。如果这不强烈扰动卵石盘，我们的研究结果表明，盘碎片将有效地吸积卵石。我们发现，在一般情况下的卵石，气体密度比未能超过0.01，这表明流动的不稳定性将难以操作。如果有10厘米的颗粒，就有可能激活不稳定性，螺旋结构可以有效地将它们集中在低重力湍流的区域。如果发生这种情况，月球质量核心可能会在几千年的时间尺度上组装，** 但这可能是罕见的，而且远未得到证实 **。无论如何，这项工作强调了研究自引力原恒星盘如何定义固体物体的分布和性质的必要性，以便通过核心吸积形成未来的行星形成。
2019-02-14 astro-ph.EP
