碎裂中的压实与反弹产生原始盘中符合观测的疏松尘埃颗粒

背景：在原始盘中，微米级尘埃颗粒生长形成毫米至厘米级珪砾，但在演化过程中遇到多个障碍。碰撞碎裂和径向漂移阻碍尘埃进一步生长至行星状体的过程。虽然疏松颗粒被假定为解决这些问题的办法，但前述仿真得到的疏松值超过了观测所建议的值。目的：本文研究在考虑生长、反弹、碎裂、压实、旋转破坏和雪线作用的情况下，疏松度对尘埃演化的影响，以理解其对尘埃演化的影响。方法：我们开发了一个用于颗粒疏松度演化的模块，集成到 3D 光滑粒子流体动力学 (SPH) 代码 Phantom 中，考虑尘埃生长与碎裂。该单分散模型集成到 1D 代码和 3D 代码中，以捕捉尘埃与气体的总体演化。结果：我们表明，疏松度有助于尘埃生长，导致形成的固体尺寸大于考虑紧凑颗粒时的情形，与前述工作一致。我们的仿真考虑碎裂中的压实后显示，尽管仍形成大毫米颗粒，但紧凑度提高 10 到 100 倍。因此，典型的填充因子约为 0.1 的毫米尺寸与彗星上测得的值或通过原始盘极化观测得到的值相吻合。