原行星盘中作为星子形成温床的涡旋

湍流、二维、流体动力学流动的特征是涌现出相干、长寿命的涡旋，无需借助特殊的初始条件。涡旋能够捕获与气体略微解耦、典型半径约1毫米至10厘米的颗粒。对于面密度和有效温度剖面随径向距离呈递减幂律函数的盘，其一个普遍特征是，对于固定大小的颗粒，存在四个涡旋区。特别地，其中两个区在中等径向距离处形成一个环状区域，小颗粒驻留其中。在该环状区域附近及其边界上，涡旋对颗粒的捕获发生在动力学时间尺度上。随着盘的老化以及颗粒通过凝聚生长，该环状区域的尺寸缩小。较老的盘倾向于捕获更小的颗粒，因为气体面密度随时间减小，我们将此现象称为“涡旋老化”。粘度更高、尘埃不透明度更大和/或质量更小的盘，其涡旋可能老化得更快，并在盘的整个寿命期间捕获更宽尺寸范围的颗粒。因此，盘以固体形式保留其质量的效率取决于凝聚与涡旋老化的相对时间尺度。如果涡旋在原行星盘中形成，那么对于具有典型质量的盘以及可能从原恒星星云中凝聚出来的颗粒而言，它们至关重要。颗粒捕获也发生在与行星形成相关的距离上。未来对尘埃不透明度随径向距离变化的红外、亚毫米和厘米波段观测，将检验涡旋作为原行星盘中颗粒生长温床这一假说。