尘埃凝聚调和原行星盘观测与垂直剪切不稳定性之间的矛盾:I. 尘埃凝聚与VSI死区
地球与行星天体物理
2023-12-18 v2
摘要
原行星盘表现出角动量的垂直梯度,使其易受垂直剪切不稳定性(VSI)影响。该机制启动的最重要条件是热弛豫时标较短( 轨道时标)。完全VSI活跃盘的模拟以湍流的、垂直延展的尘埃层为特征。这与近期对某些原行星盘外区的观测相矛盾,后者显得高度沉降。在本工作中,我们证明尘埃凝聚过程能够降低外盘气体的冷却率并消除VSI活动。我们的结果表明,湍流强度尤其易受颗粒破碎速度变化的影响。约 的较小破碎速度导致完全湍流的模拟,而 的值导致层流的外盘,与观测一致。我们表明VSI湍流在内盘区域受最大颗粒尺寸变化的影响相对较小。然而,我们发现尘埃凝聚能在距中心恒星较远处显著抑制VSI湍流的发生。
引用
@article{arxiv.2310.07332,
title = {Dust Coagulation Reconciles Protoplanetary Disk Observations with the Vertical Shear Instability. I. Dust Coagulation and the VSI Dead Zone},
author = {Thomas Pfeil and Til Birnstiel and Hubert Klahr},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.07332},
year = {2023}
}
备注
27 pages, 15 figures, published in The Astrophysical Journal