白矮星碎屑盘失控吸积的全局模型

越来越多具有金属富集大气层的白矮星（WD）伴随着红外超发射，表明它们被由固体碎屑组成的致密尘埃盘所环绕。这类“WD 碎屑盘”被认为起源于小行星或其他小天体的潮汐撕裂，但将物质输运至 WD 表面的确切机制仍不清楚，尤其是在那些推断金属吸积率最高的系统中 dM_Z/dt ~ 1e8-1e10 g/s。本文给出了 WD 碎屑盘气体与固体分量耦合演化的全局含时计算。向内输运的固体（最初由 PR 拖曳引起）在数十个 WD 半径处升华，产生气体源，该气体吸积至 WD 表面并在半径方向上向外黏性扩散，在此与固体盘重叠。如果固体盘与气体盘之间的空气动力学耦合足够强（和/或气体黏度足够弱），则气体在升华半径附近的积聚速度将快于其黏性扩散离开的速度。由于拖曳诱导的固体吸积率随气体密度增加而增加，这导致了一个失控吸积过程，在此期间 WD 吸积率达到比仅靠 PR 拖曳高出数个数量级的值。我们探讨了在广泛物理条件下 WD 碎屑盘的演化，并计算了预测的观测吸积率 dM_Z/dt 分布，发现与当前样本吻合较好。尽管鉴于圆形气体盘与固体盘之间最小的空气动力学拖曳水平，失控吸积所需条件充其量仅勉强满足，但其他更强形式的固气耦合的存在——例如气体盘仅有轻微偏心率时所产生的耦合——会大幅提高失控吸积的可能性。