含尘埃组分的引力黏性原行星盘 III：气体、尘埃与卵石的演化
地球与行星天体物理
2020-05-06 v1
摘要
我们研究了不同质量环星盘中尘埃粒子的动力学与生长，这些盘在演化关键的最初 1 Myr 内易于发生引力不稳定性。尘埃组分由两种不同的成分构成：微米级尘埃与尺寸演化的已生长尘埃。对于尘埃组分，我们考虑了尘埃凝聚、碎裂、与气体的动量交换以及尘埃自引力。我们发现，若碎裂速度为 ，微米级尘埃粒子在盘内形成后不到 100 kyr 即在盘内 100 au 以内迅速生长至几厘米大小。由于来自作为微米尘埃储层的周围包层的吸积，近似厘米级的尘埃粒子在盘形成后持续存在超过 900 kyr，并保持接近 0.01 的尘气比。我们表明盘中气体与卵石通量之间存在强相关性。我们发现盘中卵石的径向面密度分布呈现幂律分布，其指数与最小质量太阳星云（MMSN）相似，与盘质量无关。我们还表明我们模型中的气体面密度与 AS 209、HD 163296 和 DoAr 25 系统原行星盘中尘埃的观测结果吻合良好。卵石在原行星盘演化的极早期阶段形成，在行星形成过程中起着关键作用。我们的盘模拟揭示了卵石尺寸粒子向内漂移通量的早期出现（< yr），其约占气体质量通量的百分之一至十分之一，这似乎与盘的中毫米观测一致。（节略）
引用
@article{arxiv.2004.00126,
title = {Gravitoviscous protoplanetary disks with a dust component. III. Evolution of gas, dust, and pebbles},
author = {Vardan G. Elbakyan and Anders Johansen and Michiel Lambrechts and Vitaly Akimkin and Eduard I. Vorobyov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.00126},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 10 figures