嵌入湍流原行星盘中的星子动力学

（摘要缩减）原行星盘中的角动量输运和吸积通常被认为是由磁旋转不稳定性（MRI）驱动的MHD湍流所主导。嵌入此类盘中的固体天体（尘埃颗粒、巨石、星子和行星）的动力学可能受到湍流的强烈影响，因此行星系统的形成路径部分由湍流的强度和空间分布决定。我们利用三维MHD模拟，研究了嵌入湍流原行星盘中、半径在1米至10公里之间的星子的动力学。星子受到气体阻力和由湍流盘引起的随机引力作用。我们使用并比较了局部剪切盒模拟和全局模型的结果。这项工作的主要目的是研究：嵌入星子速度弥散的增长率以及可能的饱和，作为其大小和盘参数的函数；星子的径向迁移和扩散速率；剪切盒与全局模拟结果一致的条件。当使用尺寸为4H x 16H x 2H的剪切盒时（H为局部标高），我们发现局部和全局模拟之间具有良好的一致性。由于螺旋密度波的激发和传播，所获密度涨落的幅度对盒尺寸敏感。这影响了星子所经历的随机驱动力。[...] 我们的模型表明，原行星盘中充分发展的MHD湍流将对嵌入的星子产生破坏性影响。传统的星子吸积模型需要相对较低的湍流水平才能运行，这与原行星盘中死区的存在一致。