湍动原行星盘中大固体体的中平层沉降

我们研究固体天体在湍动原行星盘中的垂直沉降。我们考虑当与气体的耦合较弱或等价于由于与气体的摩擦导致的粒子停止时间tau_st远大于轨道时间尺度Omega^{-1}的情况。我们采用考虑沉降过程随机性质的解析模型，使用Fokker-Planck方程描述粒子在相空间中分布函数，以获得固体层垂直尺度高度作为其垂直气体涡流速度相关函数和粒子停止时间的函数。我们发现其形式与先前工作中对强耦合粒子所得到的关系相同。我们将该模型的预测与结果进行比较，这些结果来自于在垂直分层盘中嵌入固体颗粒的局部剪切盒MHD模拟，其中以MRI驱动湍动。我们发现，尘埃盘厚度与气体盘厚度之比满足H_d/H=0.08 (Omega tau_{st})^{-1/2}，这与解析模型的结果非常吻合。通过讨论在外围原行星盘中类似湍动程度下重力不稳定性的条件，我们发现尺寸范围为50至600米的天体可以聚集形成类似库伊带的天体，其特征半径范围为数十至数百公里。