光致蒸发风中的尘埃输送与夹带

我们模拟了经历极端紫外光致蒸发的湍流原行星盘中的气体与尘埃动力学，以更好地刻画热风中的尘埃性质（如尺寸分布、通量率、轨迹）。我们的半解析方法使我们无需依赖昂贵的水动力学模拟即可快速计算这些尘埃性质。我们发现光致蒸发在盘内产生垂直气体流，协助湍流将尘埃供给至电离前沿。我们考察了尘埃向电离前沿的输送及其随后在上方风中的夹带。我们推导了可被夹带的最大颗粒尺寸的简洁解析判据，并表明其与先前由多种辐射驱动光致蒸发的模拟结果吻合良好。我们表明，与磁驱动风情形相反，我们不预期盘内大尺度尘埃输运受光致蒸发影响。我们还表明，风中可被夹带的最大颗粒尺寸（$s_{\rm max}$）比仅通过平流输送至前沿的最大颗粒尺寸（$s_{\rm crit} \lesssim 1$ $\mu{\rm m}$ 对于Herbig Ae/Be星， $\lesssim 0.01$ $\mu{\rm m}$ 对于T Tauri星）大约一个数量级。我们进一步研究了尺寸直至极限值 $s_{\rm limit}$ 的较大颗粒如何仅通过湍流扩散输送至前沿。所有情形下，我们发现 $s_{\rm max} \gtrsim s_{\rm limit}$，因此预期任何输送至前沿的尘埃均可被风夹带，且大多数被夹带尘埃的轨迹接近气体轨迹。