星子是原行星盘内尘埃向行星胚胎演化过程中的关键环节，揭示其形成机制对于理解行星，尤其是系外行星的起源具有重要意义。但尘埃在生长过程中可能因相互碰撞发生碎裂，也可能因与气体相互作用而快速向恒星漂移并坠毁，使星子形成面临“米级障碍”。气体与尘埃间的相互作用也会激发穿流不稳定性，驱动尘埃局部高度聚集，为促进星子形成提供重要途径。然而，在磁场、湍流与磁盘风共同作用的复杂原行星盘环境中，这一机制能否持续有效地发挥作用，仍有待深入研究。近日，中国科学院紫金山天文台等科研团队利用高分辨率数值模拟发现，在磁场、湍流与磁盘风共同作用的复杂原行星盘环境中，尘埃仍能实现高度汇聚，为星子形成创造了有利条件。团队利用磁流体力学代码Athena++及自主开发的尘埃多流体模块，在同一模型中发现了大尺度磁盘风与盘内湍流，并解析了其中的小尺度尘埃汇聚过程。结果显示，在不同磁场强度、冷却条件及尘埃尺寸下，穿流不稳定性仍能促使尘埃形成高密度团块，导致局部尘埃密度超过引力坍缩的阈值，显示出形成星子的潜力。研究进一步发现，磁盘风可通过剥离盘表面的气体，提高盘内尘埃的相对含量，从而为星子形成创造有利条件。在磁场较强的情况下，磁场的局部集中还可形成能够束缚尘埃的环状气体结构，减缓尘埃的径向漂移，进而促进尘埃聚集。上述发现为理解真实原行星盘中的星子形成提供了新的物理依据。相关研究成果发表在《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会等的支持。论文链接原行星盘中垂向平面的气体流动不同模拟条件下的尘埃汇聚情况