原行星盘中尘埃颗粒的生长 - III. 垂直沉降

我们旨在推导一个简单的解析模型，以理解层流原行星盘中垂直沉降的生长尘埃颗粒的基本性质。通过将垂直动力学与盘中平面运动分离，我们分别对线性和指数颗粒生长率下的运动方程进行了积分。针对更复杂的生长模型进行了数值积分。我们发现，沉降效率取决于无量纲参数$\gamma$的值，该参数表征了相对于气体阻力的颗粒生长相对效率。由于$\gamma$预期与盘中的初始尘气比同量级（约$10^{-2}$），颗粒生长增强了尘埃颗粒的能量耗散，并提高了原行星盘中的沉降效率。这种行为主要独立于所考虑的生长模型以及颗粒的径向漂移。