微重力多粒子实验中的自由碰撞 II：尘埃覆盖球粒的碰撞动力学
地球与行星天体物理
2015-05-28 v2
摘要
早期太阳系中星子的形成过程尚难以理解，特别是毫米级以上尘埃聚集体的生长最近已成为我们认知中的一个难题 [Zsom et al. 2010, A&A, 513, A57]。实验室实验表明，这种尺寸的尘埃聚集体仅在低得不切实际的速度下才会相互粘附。然而，在原行星盘中，毫米大小的粒子已知是普遍存在的。人们可以找到它们的遗迹，即作为球粒陨石主要成分的固体球粒。这些球粒大多被发现具有细粒边缘，据推测这是在太阳星云中由吸积的尘埃颗粒形成的。为了研究这些尘埃覆盖的球粒对球粒陨石乃至星子形成的影响，我们以几厘米/秒的速度在毫米级、尘埃覆盖的球粒类似物之间进行了碰撞实验。对于直径为 2 和 3 毫米、被体积填充因子为 0.18 和 0.35-0.58 的尘埃边缘覆盖的球粒类似物，我们发现了数厘米/秒的粘附速度。这一速度高于相同尺寸尘埃聚集体的粘附速度。因此我们得出结论，球粒可能是迈向更深入理解较大天体碰撞生长的重要一步。此外，我们分析了尘埃聚集体和未覆盖尘埃的球粒类似物集合体中的碰撞行为。虽然尘埃聚集体和固体球粒类似物在同类碰撞中均未表现出粘附，但我们发现这两种组分之间的碰撞具有增强的粘附效率，这使我们推测，球粒可能在年轻太阳系中充当了较大天体生长的“催化剂”。
引用
@article{arxiv.1105.3897,
title = {\'Free Collisions in a Microgravity Many-Particle Experiment. II. The Collision Dynamics of Dust-Coated Chondrules},
author = {Eike Beitz and Carsten Güttler and René Weidling and Jürgen Blum},
journal= {arXiv preprint arXiv:1105.3897},
year = {2015}
}