引力湍流星子形成：长寿命纬向流的正向效应

最近的数值模拟显示，原行星盘中存在长寿命的轴对称亚开普勒流和超开普勒流。这些纬向流存在于对磁旋转不稳定性不稳定的盘的局部及全局模拟中。本文研究了纬向流的强度和寿命，以及由此产生的长寿命气体过密度和欠密度随局部剪切盒方位角和径向尺寸的变化函数。我们进一步研究了不考虑气体反馈和自引力的尘埃粒子浓度。纬向流的强度和寿命随模拟盒径向范围的增加而增加，但随方位角盒尺寸的减小而降低。我们的模拟支持了早期的结果，即纬向流具有 5-7 个气体压力标高的自然径向长度尺度。这是第一项结合纬向流三维 MHD 模拟与感受气体压力的尘埃粒子的研究。压力隆起非常有效地捕获了 $\textrm{St} = 1$ 的粒子。我们表明，$\textrm{St} = 0.1$ 的粒子（若在 MMSN 中 5 AU 处，尺寸约为几厘米）可达到比初始密度高一百倍的密度。这为 $\textrm{St} = 0.1$ 且尘气比为 0.01 的粒子，或 $\textrm{St} \geq 0.5$ 且尘气比为 $10^{-4}$ 的粒子达到可能触发流不稳定性从而引发引力湍流星子形成的密度开辟了道路。