一种耦合星周盘中尘埃动力学与碰撞演化的方法：死区效应

尘埃是原行星盘和碎片盘的主要成分，因为它是行星形成的主要可观测标志。然而，由于尘埃动力学依赖于尺寸（由于气体阻力或辐射压力），任何忽略碰撞演化与动力学演化耦合的星周尘埃盘完整动力学演化理解尝试都会因这两个过程之间的反馈而受阻。本文提出了一种新的混合拉格朗日/欧拉代码，克服了其中一些困难。代表“尘埃云”的粒子以拉格朗日方式单独追踪。然后将该系统映射到欧拉空间网格上，在网格单元内计算局部碰撞演化。最后，系统重新映射回一组离散的拉格朗日粒子，保持其数量不变。给出了一个在1 AU处湍流原行星盘中尘埃生长的应用示例。首先考虑在没有死区的情况下尘埃的生长，并自洽计算尘埃的垂直分布。发现质量迅速由约毫米级大小的粒子主导。然后研究了嵌入死区的相同情况，发现凝聚效率更高，并在短时间内产生1 cm-10 cm的尘埃卵石，主导质量。这些卵石随后可能在大尺度湍流结构中积累成星子大小的天体，如最近所示（例如Johansen等人，2007年）。