原行星盘中的磁场

磁场可能在原行星盘的动力学和演化中起关键作用。它们有可能通过 MHD 湍流或通过磁盘表面的磁离心加速外流来有效地传输角动量，而磁驱动混合对盘化学和尘埃颗粒群的演化具有影响。然而，原行星盘的弱电离意味着磁场可能无法有效地与物质耦合。我展示了在半径为 1 和 5 AU 处，电离平衡和磁扩散率随距盘中平面高度变化的计算结果。尘埃颗粒倾向于通过吸收气相中的电子和离子并将气体的电导率降低几个数量级来抑制磁耦合。然而，一旦颗粒生长到几微米大小，其效应开始减弱，磁场甚至可以开始在盘中平面处与气体耦合。由于离子通常因中性碰撞而与磁场解耦，而电子则不然，当磁场能够部分与气体耦合时，霍尔效应往往主导磁场的扩散。对于标准的 0.1 微米颗粒群，活跃表面层在 1 AU 处的组合柱密度约为 2 g/cm^2；当颗粒聚集到 3 微米时，活跃面密度为 80 g/cm^2。在没有颗粒的情况下，X 射线在 1 AU 处维持与 10% 盘物质的磁耦合 (150 g/cm^2)。在 5 AU 处，一旦颗粒聚集到 1 微米大小，整个盘厚度变得活跃。