生长中原恒星盘中的尘埃运动与尘埃增长可能性

我们使用三维电阻磁流体动力学模拟计算恒星形成云核的演化，将尘埃颗粒作为拉格朗日粒子处理，以研究早期恒星形成阶段的尘埃运动。我们准备了粒径范围$a_{\rm d}=0.01$--$1000\,\mu$m的六组不同尺寸尘埃粒子，其中$a_{\rm d}$为尘埃粒径。在引力坍缩云中，原恒星周围形成原恒星盘并驱动原恒星外流。初始分布区域$\theta_0 \lesssim 45^\circ$内的几乎所有小尘埃颗粒（$a_{\rm d} \lesssim 10$--$100\,\mu$m）被外流从中心抛出，其中$\theta_0$为相对自转轴的初始天顶角；而该区域内仅有少量大尘埃颗粒（$a_{\rm d} \gtrsim 100\,\mu$m）被抛出。其余所有颗粒均落向原恒星或原恒星盘，未被外流抛出。无论尘埃粒径大小，尘埃颗粒沉降进入原恒星盘后运动行为分为两种趋势。从上包层到达内盘区的尘埃颗粒优先落向原恒星，而从包层到达外盘区或盘外缘的颗粒可存活而不发生向内径向漂移。这些存活颗粒可诱发尘埃增长。因此，我们预期外盘区可能是行星形成的有利场所。