坍缩原恒星包层中磁场的退耦与盘的形成和碎裂

高效的磁制动是磁化致密核中围绕原恒星形成转动支持盘（RSDs）的巨大障碍。我们先前通过二维（轴对称）非理想 MHD 模拟表明，移除极小尘埃颗粒（VSGs: ~10 Å 至几百 Å）可以极大增强双极扩散，从而使 RSDs 得以形成。在此，我们将由 VSG 移除促成的盘形成模拟扩展到三维。我们发现，这种盘形成情景的关键在于，在 $10^2$-$10^3$ AU 尺度的“伪盘”区域（此处磁力线被最严重地挤压，且大部分原恒星包层质量内落发生），磁场的漂移速度几乎抵消了中性物质的内落速度。结果，大量中性包层物质可以在不拖曳过多磁通量进入盘形成区的情况下坍缩，从而降低了磁制动效率。我们发现，由 VSG 移除促成的初始盘倾向于 Toomre 不稳定，这导致形成显著的旋臂结构，起到离心屏障的作用。内落物质在离心屏障附近的堆积常常产生数十倍木星质量的致密碎片，尤其是在磁化不太强的核中。一些碎片吸积到中心恒星体上，产生质量吸积率的爆发。另一些碎片寿命更长，尽管它们能否长期存活以产生多重系统仍有待确定。我们的结果强调了尘埃颗粒演化在决定原恒星盘及潜在多重系统的形成和性质方面的重要性。