原行星盘中的宏观尘埃：从生长到毁灭

尘埃天体的碰撞动力学对于星子形成至关重要。特别是在不同的形成模型中，分米级团聚体非常重要。因此，继我们之前关于相互分米级碰撞的实验之后，我们在小型落塔真空条件下（p<5*$10^{-1}$ mbar），以 6.68 +- 0.67m/s 的平均碰撞速度，研究了厘米级尘埃团聚体撞击分米级尘埃团聚体的碰撞。我们使用具有不规则形状微米颗粒的石英尘埃。使用了具有不同直径、质量和高度的厘米级弹丸，其典型体积填充因子为 $\Phi_{p,m}$=0.466+-0.02。分米级团聚体的质量约为 1.5kg，直径和高度为 12cm，平均填充因子为 $\Phi_{t,m}$=0.44+-0.004。在较低的碰撞能量下，只有弹丸被破坏，质量转移到靶体上。如果弹丸比靶体更致密，吸积效率随倾斜度的增加和填充因子差异的增加而降低。对于低于特定阈值的碰撞能量，吸积效率随碰撞能量的增加而增加。超过 298+-25 mJ 的这一阈值后，可以观察到靶体的灾难性破坏。这对应于临界破碎强度 Q*=190+-16 mJ/kg，比预期大四倍。对弹丸碎片的分析显示，其尺寸分布服从幂律，平均指数为 -3.8+-0.3。质量分布表明，最小碎片的比例随碰撞能量的增加而增加。这对于原行星盘内小颗粒撞击大靶体很有趣，因为较小的碎片与周围气体的耦合更好，更有可能通过气体阻力重新吸积。