盘涡旋中尘埃分布的稳态：观测预测及其在过渡盘中的应用

阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）已返回了过渡盘的图像，其中在外盘毫米级尘埃的分布中观察到了巨大的不对称性。流行的解释借鉴了涡旋文献，认为这些不对称性是尘埃被捕获在巨大涡旋中的结果，而这些涡旋是由行星间隙边缘的罗斯贝波不稳定性（RWI）激发的。由于拖曳力，被困在涡旋中的尘埃会向中心积聚，为了在盘的寿命期内维持稳态，需要扩散作用。虽然先前的工作推导了该过程的半解析模型，但本文提供了解析稳态解。对于某些涡旋模型存在精确解。该解由涡旋旋转剖面、气体标高、涡旋纵横比以及尘埃扩散与气 - 尘摩擦之比决定。原则上，所有这些量都可以从观测中推导出来，这将验证模型，并对涡旋核心内的湍流强度给出约束。基于我们的解，我们推导了气 - 尘对比度、被困尘埃质量以及同一轨道位置处的尘埃对比度等量。我们将模型应用于最近成像的 Oph IRS 48 系统，发现所得值在观测不确定度范围内。