尘埃扩散对原行星盘内边缘形状的影响

背景。已知多种机制可在原行星盘中产生湍流，从而促进物质向中心恒星吸积。与气体紧密耦合的小尘埃颗粒会因这种湍流运动而发生扩散。目的。本文研究湍流诱导的尘埃扩散对原行星盘平衡的影响。方法。该模型考虑了尘埃升华、采用通量限制扩散近似的辐射转移以及尘埃扩散，可预测盘的密度与温度剖面以及尘气比。结果。研究表明尘埃扩散可产生很大影响：假设尘埃在蒸发前能存活 10^4 秒或更久，则尘埃扩散会使内盘显著增宽。由于扩散长度远小于盘宽，后一效应通过反馈机制产生。随着尘埃扩散增强，内边缘相对于恒星辐射的倾角变得更陡，直至近乎垂直。与尘埃成分相关的蒸发与凝结温度区间对此效应无影响。结论。在确定盘的平衡时，对于真实参数不可忽略尘埃扩散。盘内更强的湍流引发更多尘埃扩散，因此尘埃密度在更大距离上更平缓地增长，到达盘表面的辐射更少。盘的新平衡形状更朝向恒星倾斜。该效应具有普适性，且与具体尘埃成分无关。