微小尘埃颗粒在原行星盘吸积过程中的作用

诸如PAHs等微小尘埃颗粒被认为能显著降低弱电离气体（如原行星盘中）气体与磁场之间的耦合，因为它们提供了巨大的表面积来复合自由电子。因此，PPDs中小尘埃颗粒的存在引出了一个问题，即磁旋转不稳定性（MRI）是否能够驱动与观测一致的快速吸积。带电微小尘埃颗粒具有与离子相似的传导性质，它们的存在导致了电导率张量中性质上全新的行为，其特征为n_bar/n_e>1，其中n_e和n_bar分别表示自由电子和所有其他带电物质的数密度。特别是，当n_bar/n_e超过约10^3时，欧姆电导率由带电尘埃而非电子主导，并且在双极扩散（AD）主导区，Hall和AD系数相对于欧姆主导区减小了(n_bar/n_e)^2的因子。应用Bai (2011)的方法，我们发现在PPDs中，当PAHs足够丰富（每个H_2中>1e-9）时，存在一个约为10-20 AU的跃迁半径r_trans，超过该半径MRI活跃层延伸至盘面。在r<r_trans处，乐观预言的MRI驱动吸积率M_dot比无尘埃情况小一到两个数量级，与观测速率相比太小，但通常不小于具有太阳丰度0.1微米尘埃时预言的M_dot。在r>r_trans处，我们发现值得注意的是，由于带电微小尘埃对AD的净减少，预言的M_dot超过了无尘埃情况，并达到几倍的1e-8M_Sun/yr。这足以解释过渡盘中观测到的M_dot。较大的尘埃颗粒（>0.1微米）质量太大，无法达到如微小尘埃般的高丰度并促进吸积过程。