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尘埃演化与光致蒸发对盘消散的影响

地球与行星天体物理 2015-06-24 v1

摘要

原行星盘在几百万年内因黏性演化和光致蒸发而消散;在此期间,亚微米级的小尘埃颗粒必须生长并形成行星。演化盘中随时间变化的小颗粒丰度直接影响远紫外光子对气体的加热,而尘埃演化通过改变盘不透明度及由此导致的FUV光子在盘中的穿透来影响光致蒸发。反之,光致蒸发流选择性地带走小尘埃颗粒,将较大的、与气体退耦的颗粒留在盘中。我们通过研究受黏性、EUV、FUV和X射线光致蒸发、尘埃演化和径向漂移作用的盘的演化来研究这些效应,采用一维多流体方法(气体+不同尘埃粒径)求解演化的面密度分布。一维演化由每个时刻构建的1+1D模型补充,以获得瞬时盘结构并确定光致蒸发率。与无尘埃演化的模型相比,尘埃凝聚/破碎模型的实现导致盘寿命边际减少;因此发现盘寿命对演化中的尘埃不透明度相对不敏感。我们发现光致蒸发能在盘演化时显著减小行星形成区域的气体/尘埃质量比,并可能导致重元素相对于氢的丰度相应增加。我们讨论了其对星子形成和巨行星形成理论的含义,包括贫气巨行星的形成。气体盘消散后,通常剩余 3×104\sim 3\times 10^{-4} \ms\ 的固体质量,与太阳系固体总量相当。

关键词

引用

@article{arxiv.1502.07369,
  title  = {The Impact of Dust Evolution and Photoevaporation on Disk Dispersal},
  author = {Uma Gorti and David Hollenbach and Cornelis Dullemond},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1502.07369},
  year   = {2015}
}

备注

The Astrophysical Journal, accepted for publication