原行星盘内电流片中的尘埃动力学。I. 包含双极扩散和欧姆电阻的等温模型

背景：球粒陨石源自尘埃颗粒的再处理。它们是类地行星的关键构建块，但其形成必须在高温的强局域区域中发生，至今仍知之甚少。目的：我们考察强局域加热（由电流片产生）附近的尘埃空间分布，作为探索球粒陨石潜在形成路径的一步。我们进一步旨在研究在原行星盘中双极扩散和欧姆电阻存在下不同条件下的电流片形成，以及电流片形态对其附近尘埃动力学的影响。方法：我们使用 RAMSES 代码，包含非理想磁流体力学模块和多尺寸尘埃颗粒动力学求解模块，计算电流片形成的非分层剪切盒模拟。我们通过七个模型研究了双极扩散和欧姆电阻强度、初始密度与磁场以及分辨率和盒子尺寸的影响。结果：我们发现电流片在所有模型中均形成，典型宽度为 0.001-0.01 AU，且毫米级颗粒出现强尘埃分数变化。这些变化通常为一个数量级，在最有利情况下可达两个数量级。我们还表明盒子尺寸和分辨率对电流片分布与强度有强烈影响。结论：在强动力学尘埃分数变化附近能够剧烈加热周围环境的电流片形成，可能对球粒陨石形成具有重要意义，因为其似乎很可能发生在大尘埃分数区域。