原行星盘中尘埃凝聚：孔隙的重要性

背景：通过范德华力将碰撞尘埃颗粒黏附在一起是原行星盘中粒子增长过程的第一阶段，最终导致彗星、小行星和行星的形成。碰撞演化的一个关键方面是尘埃与气体运动之间的耦合，这取决于聚体的内部结构（孔隙率）。目标：量化内部结构对粒子碰撞演化的重要性，创建新的凝聚模型以探讨孔隙凝聚与致密凝聚在湍流原行星盘背景下的差异。方法：我们为尘埃-聚体在尘埃-尘埃碰撞中的孔隙演化 developed出简单的公式。然后可以区分为三个 regime：在低速度下发生“击中-黏附”，孔隙率增加；在中等速度下发生致密化，孔隙率减小；在高速度下发生碎片化。结果：我们可以辨认出粒子生长过程中的三个不同阶段。我们发现，与标准的致密凝聚模型相比，孔隙生长会推迟沉降的开始，因为表面积/质量比更高，这是由于初始阶段孔隙率的积累所致。结果是，质量大量增长的粒子在沉降到平面层之前可以生长到更大的规模。根据湍流粘度和星云中的位置，聚体可以在数千年内生长到约10 cm的（孔隙）尺寸。我们还发现，碰撞能量高于有限PCA/CCA分形模型中的能量，从而允许聚体重构。结论：碰撞的微物理学在生长过程中发挥关键作用。