球粒陨石尘埃边缘的初始结构 I：电中性颗粒

为了刻画通常包裹球粒陨石的细粒尘埃边缘（FGRs）的早期生长，我们对尘埃吸积到球粒表面的过程进行数值模拟。我们采用蒙特卡洛算法模拟半径介于 0.5 与 10 $\mu$m 之间的尘埃单体与半径介于 500 与 1000 $\mu$m（以 100-$\mu$m 为增量）的球粒之间的碰撞。碰撞由布朗运动与太阳星云湍流驱动。每次碰撞后，碰撞颗粒或在接触点黏附、滚动或弹开。出于计算效率考虑，我们将尘埃单体（某些情况下为尘埃团聚体）的吸积限制在球粒表面的一小块区域。我们建模了尘埃边缘的形态与尘埃颗粒的轨迹，这是以往大多数工作所未考虑的。FGR 孔隙率的径向分布显示，弱湍流中形成的边缘比强湍流中形成的更疏松（孔隙率 60–74% 对比 52–60%）。每个范围的下限对应大球粒，上限对应小球粒，意味着球粒尺寸也对 FGR 孔隙率有影响。FGR 厚度随球粒半径线性变化，且该线性依赖的斜率随时间增大、随湍流强度减小。由尘埃团聚体形成的 FGR 孔隙率平均比由单一单体形成的 FGR 高约 20%。总体而言，我们得到的较高孔隙率与先前作者通过数值模拟计算的结果一致，也与从带边缘球粒样品及带边缘球粒类似物的实验室测量所推断的初始 FGR 孔隙率相符。