演化原行星盘中的粒子输运：对星尘号结果的影响
地球与行星天体物理
2015-05-19 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
星尘号从彗星81P/Wild 2返回的样本证实，在彗星形成时掺入了大量结晶硅酸盐。我们研究了这一观测对原行星盘物理的约束，假设高温处理的粒子通过演化盘中的平流和湍流扩散向外输运。我们还寻找了粒子形成位置的约束。我们的结果基于一维盘模型，该模型在粘性和光蒸发作用下随时间演化，并使用单个粒子轨迹的集合追踪固体输运。我们发现两类盘模型与星尘号的发现一致。一类具有高粒子扩散率（施密特数Sc < 1），足以将高达20微米的粒子逆平均气流向外扩散。对于Sc > 1，这类模型不太可能成立，显著的向外输运需要相关粒子沉降到经历向外气流的中间平面层。在两类模型中，到达外盘的内盘物质质量强烈依赖于盘的初始致密性。因此，稳态盘内的颗粒输运模型低估了向外输运的效率。两种模型都没有导致超过毫米大小的非常大粒子的持续向外输运。我们表明输运效率通常随时间迅速下降。因此，高温材料必须迅速掺入冰体以避免回落，显著的径向输运可能仅发生在盘快速演化的初始阶段。它也可能因盘的初始质量分布不同而有显著变化。我们讨论了对T Tauri盘中结晶硅酸盐的斯皮策观测的影响。
引用
@article{arxiv.1007.1989,
title = {Particle transport in evolving protoplanetary disks: Implications for results from Stardust},
author = {Anna L. H. Hughes and Philip J. Armitage},
journal= {arXiv preprint arXiv:1007.1989},
year = {2015}
}
备注
ApJ, in press