演化中的原行星盘尘埃气体比的全球变化
地球与行星天体物理
2015-06-04 v1
摘要
近期理论认为，星子通过流不稳定性与/或引力不稳定性形成可能由尘埃气体比的局部增强触发，一种假说认为，在外盘大质量储库中，小固体颗粒在气动阻力作用下向内旋进时堆积产生的增强足以触发星子形成。静态气体盘中颗粒堆积的研究为这一假说提供了部分支持。本文研究了在黏性和光致蒸发作用下演化的湍流盘中尘埃气体比的径向和时间演化。我们发现，在演化盘内颗粒堆积并非普遍发生，特别是当大颗粒的引入仅限于盘的内侧致密区域时。相反，径向漂移导致外盘固体物质耗散，而内盘维持的尘埃气体比在初始值的约2倍以内。我们将这一结果归因于内盘中湍流扩散和径向平流(伴随平均气体流)的时间尺度较短。我们表明，尘埃气体比的定性演化对盘模型参数(盘质量、大小、黏性和施密特数值)的依赖很弱，并讨论了这对通过集体不稳定性形成星子的意义。我们的结果表明，在存在显著中平面湍流和吸积的盘中，星子形成需要在没有大规模增强的情况下也能发生。相反，颗粒在局部湍流结构中的俘获和聚集可能是星子形成的第一阶段。
引用
@article{arxiv.1203.2940,
title = {Global variation of the dust-to-gas ratio in evolving protoplanetary discs},
author = {Anna L. H. Hughes and Philip J. Armitage},
journal= {arXiv preprint arXiv:1203.2940},
year = {2015}
}
备注
Accepted by Monthly Notices of the Royal Astronomical Society on the 8th of March 2012. 20 pages. 16 figures