|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
К образованию планетезималей: радиальное сжатие пылевого слоя, взаимодействующего с газом протопланетного дискастатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАКДата последнего поиска статьи во внешних источниках: 6 декабря 2018 г.
- Авторы: Макалкин А.Б., Артюшкова М.Е.
- Журнал: Астрономический вестник. Исследования солнечной системы
- Том: 51
- Номер: 6
- Год издания: 2017
- Издательство: ФГБУ "Издательство "Наука"
- Местоположение издательства: Москва
- Первая страница: 524
- Последняя страница: 561
- Переводные версии: A.B. Makalkin, M.E. Artyushkova. On the formation of planetesimals: Radial contraction of the dustlayer interacting with the protoplanetary disk gas. Solar System Research, 51, 491–526, 2017
- DOI: 10.7868/S0320930X17060081
- Аннотация: Моделируется радиальное сжатие пылевого слоя, расположенного в средней плоскости газопыле- вого протопланетного диска и состоящего из крупных пылевых агрегатов. Размеры агрегатов варьи- руют от сантиметровых до метровых в предположении монодисперсности слоя. Численно решается существенно нелинейное уравнение непрерывности для твердой фазы вещества пылевого слоя. Це- лью исследования является выявление условий, при которых происходит накопление твердого ве- щества в слое, способствующее образованию планетезималей в результате гравитационной не- устойчивости пылевой фазы слоя. Мы учитываем коллективное взаимодействие слоя с окружаю- щим газом протопланетного диска: сдвиговые напряжения, которые действуют на газ в пылевом слое, имеющем бóльшую орбитальную скорость, чем газ вне слоя, приводят к потере углового мо- мента и радиальному дрейфу слоя. Величина напряжения определяется турбулентной вязкостью, которая представлена как сумма α-вязкости, связанной с глобальной турбулентностью в диске, и вязкости, связанной с турбулентностью, которая локализована в тонкой экваториальной области, включающей пылевой слой, и вызвана неустойчивостью Кельвина–Гельмгольца. Мы учитываем испарение водяного льда и непрерывность потока массы нелетучей компоненты на линии льда. По- казано, что накопление твердого вещества по ту или другую сторону от линии льда и в других зонах диска определяется в первую очередь отношением радиусов пылевых агрегатов по обе стороны от линии льда. Если после испарения льда размеры (или плотность) пылевых агрегатов уменьшаются на порядок и более, происходит резкий рост плотности твердой фазы вещества в кольцевой зоне, примыкающей изнутри к линии льда. Если же размеры агрегатов с внутренней стороны линии льда лишь в несколько раз меньшие, чем за линией льда, то в этой же зоне, на месте современного пояса астероидов, образуется дефицит массы. Мы получили ограничения на параметры, при которых воз- можно уплотнение слоя: параметр вязкости глобальной турбулентности (α < 10−5), а также на на- чальное радиальное распределение поверхностной плотности пылевого слоя и распределение по- верхностной плотности газа в диске. Ограничения на поверхностную плотность зависят от размеров пылевых агрегатов. Показано, что характерное время радиального сжатия пылевого слоя, состояще- го из метровых тел, на два порядка, а из дециметровых – на порядок больше, чем характерное время радиального дрейфа индивидуальных частиц в отсутствии пылевого слоя.
- Добавил в систему: Макалкин Андрей Борисович