剪切湍流中尘埃层的长期引力不稳定性
地球与行星天体物理
2015-06-03 v1
摘要
我们对湍流气体盘中的尘埃层进行了线性稳定性分析。Youdin (2011) 利用带有湍流扩散项的流体动力学方程研究了尘埃层的长期引力不稳定性。我们独立于 Youdin (2011) 获得了本质上相同的结果。在本分析中，我们将研究范围限于小尘埃颗粒，同时以更严格的方式研究长期引力不稳定性。我们利用随机模型讨论了尘埃表面密度分布的时间演化，并推导了对流-扩散方程。在强阻力极限下证实了 Youdin (2011) 分析的有效性。我们定量地证明了尘埃层的有限厚度会削弱长期引力不稳定性，并且依赖于密度的扩散系数会改变增长率。我们将所得结果应用于由剪切不稳定性驱动的湍流，发现当气体密度为最小质量盘模型中的三倍时，长期引力不稳定性比径向漂移更快。如果尘埃颗粒大于球粒，则长期引力不稳定性在原行星盘的寿命期内即可增长。
引用
@article{arxiv.1111.3079,
title = {Secular Gravitational Instability of a Dust Layer in Shear Turbulence},
author = {Shugo Michikoshi and Eiichiro Kokubo and Shu-ichiro Inutsuka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.3079},
year = {2015}
}
备注
32 pages, 6 figures, accepted for publication in ApJ