碎屑盘中的尘埃产生：对最小颗粒的约束

表面能约束对碰撞后能产生的最小碎片 $s_{surf}$ 施加了限制。基于解析考虑，最近认为该机制可能能够阻止碎屑盘中小尘埃颗粒的产生，并在大于吹出尺寸的尺寸处截断其尺寸分布。我们通过数值研究该效应的重要性，以寻找在何种条件下它能在盘的颗粒尺寸分布 (PSD) 的小尺寸端留下印记。本工作的一个重要部分是，在稳态盘中，根据碰撞前体的尺寸，描绘微米级颗粒最可能的碰撞起源。我们首次将表面能约束实现到碰撞演化代码中。我们考虑一个从 50 到 100 AU 的碎屑盘和 2 种不同的恒星类型。我们还考虑盘中两种搅拌水平：动力学“热”(e=0.075) 和“冷”(e=0.01)。对所有情况，我们推导了作为靶和抛射体尺寸 $s_t$ 和 $s_p$ 函数的 $s_{surf}$ 图，并将其与尘埃产生率的等效图比较。然后我们计算盘积分的 PSD 并估计表面能约束的印记。我们发现高 $s_{surf}$ 值的 ($s_p$,$s_t$) 区域与高尘埃产生率区域不重合。因此，表面能约束通常对系统的 PSD 影响微弱。由 $s_{surf}$ 引起的对 $\mu$m 尺寸颗粒的最大耗尽约为 30%，出现在类太阳恒星和动力学热的情形。对于 e=0.01 情况，与另一种机制引起的显著小颗粒耗尽相比，表面能效应可忽略不计：即 Thebault&Wu(2008) 发现的低搅拌盘中尘埃产生与破坏率之间的自然不平衡。