尘埃原行星盘半径的时间演化：观测半径与物理半径的差异

利用 ALMA 进行的原行星盘巡天正在多个恒星形成区测量盘半径。盘半径是诊断盘是否经历黏性扩散的基本量，可用于区分黏性还是风的角动量移除作为盘演化的驱动机制。然而在观测上，亚毫米连续辐射由尘埃主导，而尘埃也会向内漂移，使情况复杂化。在本文中，我们利用尘埃颗粒生长和径向漂移的理论模型，研究尘埃黏性原行星盘的半径如何随时间演化。尽管尘埃分布存在尖锐的外边缘，我们发现包裹大部分尘埃质量的半径随时间增大，紧密跟随气体半径的演化。这种行为出现的原因是，尽管尘埃最初快速生长并漂移至恒星上，但在 Myr 时间尺度上保留的残余尘埃与气体耦合相对较好。观测尘埃盘的膨胀需要使用基于盘流量高比例（例如 95%）的定义以及 ALMA 的极长积分时间，因为盘外部分的尘埃颗粒较小且亚毫米不透明度低。我们表明现有巡天缺乏探测黏性扩散的灵敏度。它们测量的盘半径不追踪质量半径或尘埃分布中的尖锐外边缘，而是追踪颗粒具有显著亚毫米不透明度的外边界。我们预言这些观测半径应随时间收缩。