大质量不对称过渡盘的气体与尘埃流体动力学模拟 - II. 尘埃浓集
地球与行星天体物理
2016-05-04 v1 星系天体物理
摘要
我们通过对包含气体和尘埃的二维流体动力学模拟，研究大质量不对称过渡盘中大尘埃颗粒的动力学。我们的模拟采用环状气体密度剖面，该剖面对罗斯比波不稳定性失稳并形成大型新月形涡旋。当忽略气体自引力，但包含涡旋位移导致的恒星间接力时，我们确认停止时间与轨道时间同阶（通常尺寸为几厘米）的尘埃颗粒在方位角方向上被捕获于涡旋前方，而最小和最大的颗粒向涡旋中心集中。我们获得约25度的最大偏移角。气体自引力加剧了小颗粒与大颗粒之间的浓集差异。在低到中等盘质量下，颗粒越大，被捕获于涡旋前方的距离越远。10厘米尺寸颗粒的偏移角可达90度，并且我们表明如此大的偏移可产生在毫米/厘米波长可观测的双峰连续谱发射。这种行为出现是因为大颗粒由于涡旋的引力经历相对于涡旋的马蹄形U形转弯。在大盘质量下，由于涡旋的图案频率变得比开普勒运动越来越慢，小颗粒略微集中在涡旋之外，大颗粒通常在涡旋径向位置周围形成非轴对称环状结构。因此，气体自引力赋予了小和大尘埃颗粒不同的捕获位置，这可由当前和未来的观测探测，并表明涡旋中星子的形成可能比先前认为的更困难。
引用
@article{arxiv.1511.03498,
title = {Gas and dust hydrodynamical simulations of massive lopsided transition discs - II. Dust concentration},
author = {Clément Baruteau and Zhaohuan Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.03498},
year = {2016}
}
备注
15 pages, 12 figures, accepted for publication in MNRAS