坍缩云核中的尘埃凝聚与碎裂及其对非理想磁流体动力学效应的影响

我们确定了云核坍缩过程中尘埃粒径分布的时间演化，同时考虑了尘埃凝聚和尘埃碎裂，以研究尘埃增长对非理想磁流体动力学效应的影响。坍缩核的密度演化由一个单区模型给出。我们假设两种尘埃模型：仅由硅酸盐组成的尘埃（硅酸盐尘埃）和表面覆盖有 $\mathrm{H_{2}O}$ 冰的尘埃（$\mathrm{H_{2}O}$ 冰尘埃）。当仅考虑碰撞凝聚时，对于硅酸盐尘埃和 $\mathrm{H_{2}O}$ 冰尘埃两种情况，非理想磁流体动力学效应在高密度区域都不起作用。这是因为尘埃凝聚减少了小尘埃颗粒的丰度，导致带电粒子在尘埃表面的吸附效率降低。对于硅酸盐尘埃情况，当包含碰撞碎裂时，由于大量小尘埃颗粒的产生，非理想磁流体动力学效应确实在 $n_{\mathrm{H}}>10^{12} \ \mathrm{cm^{-3}}$ 的高密度下起作用。另一方面，对于 $\mathrm{H_{2}O}$ 冰尘埃情况，由碎裂产生的小尘埃颗粒效率不高。因此，对于 $\mathrm{H_{2}O}$ 冰尘埃情况，即使考虑碰撞碎裂，非理想磁流体动力学效应也仅在 $n_{\mathrm{H}}\gtrsim 10^{14} \ \mathrm{cm^{-3}}$ 的范围内起作用。我们的结果表明，有必要同时考虑尘埃的碰撞凝聚和碎裂，以激活非理想磁流体动力学效应，这应该在恒星和盘形成过程中发挥重要作用。