非均匀前星子的碰撞

在吸积情景框架下，千米级星子由尺寸从厘米到数百米的前星子经连续碰撞形成。前星子是蓬松的多孔尘埃聚集体，因其碰撞历史而呈现非均匀性。若前星子碰撞速度超过破坏阈值，灾难性瓦解可能阻碍星子生长。我们基于尘埃聚集体的密度分布开发了一种非均匀性模型，假设该分布为具有明确标准差的高斯分布。作为第二个输入参数，我们考虑了非均匀团块的典型尺寸。这些输入参数易于通过实验室实验获取。对于尘埃聚集体的模拟，我们利用了一种带有模拟多孔固体扩展功能的平滑粒子流体动力学 (SPH) 代码。该孔隙率模型此前已针对二氧化硅尘埃的模拟进行了校准，后者常作为前星子材料的类似物。非均匀性被作为初始条件施加于 SPH 粒子分布上。我们进行了中等孔隙率的厘米级尘埃聚集体碰撞模拟，在固定典型团块尺寸的情况下变化非均匀分布的标准差。碰撞结果依据四群体模型进行分类。研究表明，非均匀前星子比均匀聚集体更易发生破坏。即使是轻微的非均匀性也能降低灾难性瓦解的阈值。对于固定的碰撞速度，碎片尺寸随非均匀性的增加而减小。具有活跃碰撞历史的前星子往往更脆弱。这可能是吸积生长的一个潜在障碍，需要在未来关于吸积情景的研究中予以考虑。