原行星吸积盘中气体和尘埃的演化

尘埃仅占星周盘质量的约百分之一，但它对于行星形成、盘化学、辐射传输和观测的建模至关重要。本论文的主题是尘埃从亚微米大小的颗粒初始生长为星子，以及尘埃在年轻恒星周围盘中的径向输运。星周尘埃会受到径向漂移、垂直沉降、湍流混合、碰撞生长、碎裂和侵蚀的影响。我们从三个方向探讨这一主题：解析计算、数值模拟以及与观测的比较。我们描述了构成一个模型所需的物理和数值概念，该模型能够模拟在粘性演化数百万年的气体盘中尘埃的径向和尺寸演化。将得到的尘埃尺寸分布与我们的解析预测进行比较，并推导出一个获得稳态尘埃尺寸分布的简单方法。利用该数值模型，我们表明颗粒碎裂可以解释星周盘被观测到富含尘埃数百万年这一事实。最后，我们研究了观测对颗粒演化理论提出的挑战，即毫米大小的颗粒在距离恒星很远的地方被观测到。我们发现，在假设径向漂移无效的情况下，我们可以重现一些观测到的光谱指数和通量。较暗的天体指向降低的尘埃-气体比或较低的尘埃不透明度。