The Evolution of Gravitationally Unstable Protoplanetary Disks: Fragmentation and Possible Giant Planet Formation
Notice bibliographique
Résumé
We carry out a large set of very high resolution, three dimensional smoothed particle hydrodynamics (SPH) simulations describing the evolution of gravitationally unstable gaseous protoplanetary disks. We consider a broad range of initial disk parameters. Disk masses out to 20 AU range from 0.075 to 0.125 $M_{\\odot}$, roughly consistent with the high-end of the mass distribution inferred for disks around T Tauri stars. The initial disks span minimum $Q$ parameters between 0.8 and 2, with most models being around $\\sim 1.4$. The disks are evolved assuming either a locally isothermal equation of state or an adiabatic equation of state with varying $\\gamma$. When overdensities above a specific threshold appear as a result of gravitational instability in a locally isothermal calculation, the equation of state is switched to adiabatic to account for the increased optical depth. We show that when a disk has a minimum $Q$ parameter less than 1.4 strong trailing spiral instabilities, typically three or four armed modes, form and grow until fragmentation occurs along the arms after about 5 mean disk orbital times. The resulting clumps contract quickly to densities several orders of magnitude higher than the initial disk density, and the densest of them survive even under adiabatic conditions. These clumps are stable to tidal disruption and merge quickly, leaving 2-3 protoplanets on fairly eccentric orbits (the mean eccentricity being around 0.2) with masses between 0.7 and more than $7 M_{Jup}$, well in agreement with those of detected extrasolar planets.after $\\sim 10^3$ years. Fragmentation is not strongly dependent on whether the disk starts from a marginally unstable state or gradually achieves it, as shown by a test where the disk gradually achieves the critical $Q$ by growing in mass.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».