吸积盘中尘埃粒子的径向流动

我们研究了尘埃粒子在类原始太阳星云的吸积原行星盘中的径向迁移。该研究考虑了盘气的二维（径向和垂直）结构，包括气体速度随距离中面距离变化的效应。结果表明，盘中尘埃的吸积速度慢于气体的吸积速度。在盘中面之外的高高度处，气体因内压梯度力而以更快速度旋转，其阻力作用导致粒子向径向外侧移动。黏性扭矩导致盘中面附近（在高度尺度内）的气体向外流动，携带小颗粒（直径 < 10 微米，在 10 AU 处）一起向外移动。只有在中间高度处或具有足够大尺寸（> 1 毫米，在 10 AU 处）的粒子才会向内移动。当对整个垂直方向对粒子径向速度进行平均时，粒子具有净的向内通量。在星心较远处，粒子以远快于气体吸积速度的速度向内迁移。然而，在盘的内侧区域，粒子的向内速度低于气体的吸积速度。速度减缓的速率取决于粒子的尺寸。较大的粒子在靠近恒星之前仍保持较快的吸积速度，而 10 微米粒子在大部分盘中（r < 100 AU）都比气体速度慢。这种粒子的差别迁移导致了尺寸分离。由小颗粒（< 10 微米）组成的尘埃盘的吸积速度慢于气体盘的吸积速度，导致在气体吸积阶段期间尘埃-气体比例增加。