原行星盘中的自洽环模型：温度凹陷与子结构形成

环和缝隙在原行星盘中普遍存在。由于更强的气动阻力，较大的尘埃颗粒会在气体环中更紧密地聚集。然而，尘埃聚集对环热结构的影响尚未被探究。利用 MCRT 模拟，我们通过迭代环的热结构、流体静力平衡和尘埃聚集，自洽地构建环模型。我们设置了具有不同沉降和径向聚集（因其尺寸不同）的两个尘埃种群的环。我们发现了两种可导致环周围温度凹陷的机制。当盘光学厚时，温度在环外下降，这是先前采用盘中单一尘埃种群的研究所发现的阴影效应。当盘光学薄时，发现了第二种由大颗粒过度冷却导致的机制。大颗粒冷却更高效，导致大尘埃所在的环内出现适度的温度凹陷。该凹陷靠近环的中心。这种环内的温度凹陷可导致颗粒在环外堆积，并反馈到尘埃分布和热结构。我们将 MCRT 计算与一维尘埃演化模型耦合，表明环演化为不同形状，甚至可能分离成若干环。总体而言，环内尘埃聚集对盘热结构有适度影响，且自洽模型不仅对原行星盘观测至关重要，也对星子与行星形成研究至关重要。