雪线处尘埃反向作用阻尼的气体吸积

背景。水雪线将原行星盘中的干固体物质与冰固体物质分隔开，并被认为在所有阶段都显著影响行星形成。若干颗粒比冰颗粒更易破碎，则雪线会导致交通堵塞，因为小颗粒向内漂移的速度低于大卵石。目的。我们旨在评估雪线周围高尘埃浓度对气体动力学的影响。方法。利用数值模拟，我们建模了轴对称原行星盘的全局径向演化。我们的模型包含颗粒生长、水的蒸发与再凝结，以及尘埃对气体的反向作用，并考虑尘埃颗粒的垂直分布。结果。我们发现尘埃反向作用可以阻止甚至逆转雪线外的气体净通量，使星体处的气体吸积率降至其初始值的$50\%$以下。同时尘埃在雪线处累积，达到尘埃-气体比$\epsilon \gtrsim 0.8$，并在冰颗粒穿越雪线时向内盘输送大量水蒸气。然而，尘埃在雪线处的累积与气体吸积率的下降仅当全局尘埃-气体比高($\varepsilon_0 \gtrsim 0.03$)、黏性湍流低($\alpha_\nu \lesssim 10^{-3}$)、盘足够大($r_c \gtrsim 100\, \textrm{au}$)且仅在盘演化的早期阶段($t \lesssim 1\, \textrm{Myr}$)时才发生。否则尘埃反向作用无法扰动气体运动。