含尘成分的黏性自引力星周盘的早期演化
地球与行星天体物理
2018-07-04 v1 星系天体物理
太阳与恒星天体物理
摘要
为研究具有不同黏性 \alpha 参数和尘埃破碎速度 v_frag 的盘中尘埃演化，我们对星周盘从形成到金牛星阶段的长期演化进行了数值模拟。我们在薄盘极限下求解数值流体力学方程，并修正以包含由两部分组成的尘埃成分：亚微米级尘埃和最大半径为 a_r 的生长尘埃。前者与气体严格耦合，而后者通过摩擦与气体相互作用。还考虑了小尘埃向生长尘埃的转化、尘埃生长和尘埃自引力。我们发现已知于较老原行星阶段的尘埃生长过程在盘演化的嵌入阶段同样成立。尘埃生长效率取决于距恒星的径向距离——a_r 在内盘最大并随径向距离逐渐减小。在内盘，a_r 受尘埃破碎屏障限制。盘形成后小到生长尘埃的转化过程非常快。盘中（1 AU 以外）生长尘埃的总质量在恒星形成的嵌入阶段已达数十甚至数百个地球质量，且有更大量的生长尘埃漂移于未分辨的内盘 1 AU 内。尘埃通常不长到大于几厘米的半径。一个显著例外是 \alpha <= 10^{-3} 的模型，此时内盘发展出质量输运减弱的区带，尘埃可在内盘 10 AU 内长到米级巨砾。生长尘埃向内漂移并积聚于内盘区域。此效应在 \alpha <= 10^{-3} 模型中最为显著，到嵌入阶段结束时数百个地球质量可积聚于距恒星数 AU 的狭窄区域内。（删节）
引用
@article{arxiv.1801.06898,
title = {The early evolution of viscous and self-gravitating circumstellar disks with a dust component},
author = {Eduard Vorobyov and Vitaly Akimkin and Olga Stoyanovskaya and Yaroslav Pavlyuchenkov and Hauyu Baobab Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.06898},
year = {2018}
}
备注
accepted by Astronomy & Astrophysics