关于湍流尘埃增长的粒径分布

Lars Mattsson

doi:10.1093/mnras/staa3114

关于湍流尘埃增长的粒径分布

星系天体物理 2020-10-09 v1 地球与行星天体物理

作者: Lars Mattsson

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摘要

最近的研究表明，星际介质(ISM)中的湍流可通过分子吸积显著加速尘埃颗粒的增长，但湍流气体密度分布也在塑造粒径分布中起着关键作用。若增长物种(分子)在气体中充分混合，则增长速率(即平均颗粒半径的变化率)与局地气体密度成正比。因此，由于 ISM 的气体密度分布表现出相当大的方差，颗粒增长在不同位置以极不相同的速率发生。本文表明，无论初始粒径分布(GSD)的形状如何，GSD 都会迅速成为气体密度分布的反映。该结果通过将 ISM 湍流建模为马尔可夫过程得到，在 Ornstein-Uhlenbeck 过程的特例中，其导致对数正态气体密度分布，这与等温可压缩湍流的数值模拟一致。这产生了近似对数正态的 GSD；因此冷 ISM 云中尘埃颗粒的尺寸可能不遵循通常采用的指数为 -3.5 的幂律 GSD，而是证实了若干研究提出的大颗粒使用对数正态 GSD 的做法。我们还得出结论，分子云高马赫数湍流中获得的极宽气体密度范围必定允许形成半径达数微米的极大颗粒尾部分布。

关键词

星际介质湍流尘埃增长粒径分布马尔可夫过程对数正态分布分子云

引用

@article{arxiv.2010.01953,
  title  = {On the grain-size distribution of turbulent dust growth},
  author = {Lars Mattsson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.01953},
  year   = {2020}
}

备注

9 pages, 7 figures, accepted for publication in MNRAS

关于湍流尘埃增长的粒径分布

摘要

关键词

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备注

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