Formação de Planetas Regulada por Turbulência Interestelar em Escala Galáctica

Resumo A formação de planetas ocorre ao longo de alguns Myr dentro de discos protoplanetários de poeira e gás, que muitas vezes são assumidos como evoluindo de forma isolada. No entanto, estruturas gasosas extensas foram descobertas ao redor de muitos discos protoplanetários, sugerindo uma infusão em estágio tardio do meio interestelar (ISM). Para quantificar a prevalência da infusão em estágio tardio, aplicamos um formalismo de conjunto de excursão para rastrear a densidade local e a velocidade relativa do ISM ao longo da vida do disco. Em seguida, combinamos a taxa de acreção teórica de Bondi–Hoyle–Lyttleton (BHL) com um modelo simples de evolução do disco, ancorando os períodos de acreção estelar a restrições observacionais. As vidas dos discos, massas, taxas de acreção estelar e raios externos gasosos como função da massa e idade estelar são notavelmente bem reproduzidos pelo nosso modelo simples que inclui apenas a acreção do ISM. Estimamos que 20%−70% dos discos podem ser compostos principalmente de material acrescido na metade mais recente de sua vida, sugerindo que as propriedades do disco não são um teste direto de modelos de evolução isolada. Nossos cálculos indicam que a acreção BHL também pode fornecer energia suficiente para impulsionar a turbulência nas regiões externas dos discos protoplanetários com α SS viscoso ∼ 10 −5 a 10 −1 , embora enfatizemos que o transporte de momento angular e, particularmente, a acreção na estrela ainda possam ser impulsionados por processos internos. Nossa abordagem simples pode ser facilmente aplicada a modelos semianalíticos. Nossos resultados representam um caso convincente para a regulação da formação de planetas pela turbulência em grande escala, com amplas consequências para a teoria da formação de planetas. Essa possibilidade motiva urgentemente pesquisas observacionais profundas para confirmar ou refutar nossas descobertas.