反弹屏障再探：对关键行星形成过程及观测特征的影响

上下文。目前行星形成的一个主导范式是流不稳定性与卵石吸积情景。对于这一情景，尘埃必须生长到特定斯托克斯数范围内的尺寸，才能使这些过程可行且足够有效。目前使用的尘埃生长模型并未实现文献中认为相关的一些生长屏障。目的。我们想要研究反弹屏障（当有效时）是否对诸如流不稳定性和卵石吸积等过程的时间尺度和效率，以及对行星形成盘的观测外观产生影响。方法。我们将反弹屏障的形式化方法纳入公开可用的尘埃生长模型DustPy，并运行一系列模型以理解其影响。结果。我们发现反弹屏障对行星形成盘中的尘埃演化有显著影响。它在许多情况下减小了盘中可用典型或最大颗粒的尺寸，产生了非常窄的、几乎单分散的尺寸分布，并在此过程中去除了大多数微米级颗粒，对散射光图像产生影响。它改变了沉降，从而改变了流不稳定性和卵石吸积的有效性和时间尺度。活跃的反弹屏障可能具有观测后果。它可能减弱小颗粒（例如10微米硅酸盐特征）的信号强度，并可能在散射光图像中产生额外的阴影区域。结论。严重依赖流不稳定性和卵石吸积的行星形成建模应考虑反弹屏障。我们模型中完全去除小颗粒与观测不一致。然而，这可以通过不完全的垂直混合或碰撞中的一定程度的侵蚀来解决。