断裂的碎屑级联作为过渡态行星形成盘中热尘埃发射的可能来源

行星形成盘从由尘埃和气体组成的富气大质量盘，转变为仅包含少量由较小行星天体（如星子、小行星或彗星）碰撞产生的尘埃的行星系统。传统上我们讨论原行星盘（年龄约 1 Myr）、过渡盘（约 5-10 Myr）和碎屑盘（约 10 至数百 Myr），尽管这些阶段之间的重叠可能是有意义的。我们旨在表明，在盘的过渡阶段，当气体表面密度降低但尚不可忽略时，看似少量的碰撞活动可能通过产生光学厚度为 1 或以上的区域，导致产生具有观测意义的尘埃量。具体而言，我们旨在表明过渡盘的热尘埃发射成分实际上可能就是此类碰撞中产生的碎屑尘埃。我们开发了一个解析模型以推导可产生具有观测意义尘埃量的条件。我们关注盘从完全气主导到贫气碎屑阶段的过渡期间气体表面密度的效应。我们表明，气体表面密度的降低具有重要影响。它允许较小的星子发生碰撞，从而开启级联。同时，小粒子不会因碰撞而毁灭。这种中断的级联对于在显著的时间间隔内保存所产生的尘埃至关重要，使得看似微量的星子碰撞能够有效地产生可探测的尘埃量。许多过渡态行星形成盘中少量尘埃的暖发射可能完全由第二代尘埃引起，在比传统认为是碎屑盘的年龄早得多的时期暴露出行星物质。