尘埃对涡旋的影响 II：流动不稳定性

在行星形成理论中，如何跨越米尺尺度的主要问题之一是本系列第二篇聚焦于“湍流”涡旋理论，即流动不稳定性 (SI) 可能在涡旋中活跃。我们将论文 I 中推导的尘埃涡旋模型重新用于线性稳定性分析的背景流。为简化扰动方程，我们构建一个跟随涡旋流线而非开普勒轨道运动的类似剪切盒子。这使我们能够研究小波长扰动的演化。我们发现惯性波和尘埃密度波可以在涡旋中传播，但它们在时间上并非正弦形式。我们将共振 drag 不稳定性理论推广到这些非模态波。这使我们能够演示，SI 的亲近版本在涡旋中仍然活跃，这大大加强了涡旋诱导计划体形成的论点。我们的结果也补充了过去的模拟——这些模拟显示，尘埃的反馈会使涡旋不稳定——通过提供对某些不稳定模式性质的见解。但本 work 的限制在于：仅适用于稀疏且良好耦合的尘埃，以及不稳定的线性阶段。最后，我们的“涡旋 SI”适用于二维。我们解释了这种“zonal flow RDI”的机制，但仍不确定它是否是 2D 涡旋模拟中看到的未知不稳定性。