By this author

Effect of luminosity outbursts on the amount of pebbles and ice mantles in protoplanetary disks

Issue number 8 from 01.08.2025

Рост пыли — один из ключевых процессов, приводящих к формированию планет в протопланетных дисках. Пыль сантиметровых размеров — галька — необходима для формирования планетезималей в результате потоковой неустойчивости, и играет важную роль в формировании протопланетных ядер и планет-гигантов, а также в обогащении их атмосфер химическими элементами. В работе исследовано влияние вспышек светимости на содержание гальки и ледяных мантий в протопланетном диске. Проведено глобальное моделирование формирования и эволюции самогравитирующего вязкого протопланетного диска с использованием двумерного гидродинамического кода в приближении тонкого диска FEOSAD, который позволяет самосогласованно воспроизводить вспышки светимости. Модель включает в себя тепловой баланс, эволюцию пыли и её взаимодействие с газом, развитие магниторотационной неустойчивости, адсорбцию и десорбцию четырёх летучих соединений (HO, CO, CH и CO), и влияние ледяных мантий на фрагментационные свойства пыли. Показано, что вспышки светимости сильнее влияют на положения линий льдов CO, CH и CO, чем на линии льдов воды. Это связано с тем, что линия льдов HO попадает в область доминирования вязкого нагрева на ранних стадиях эволюции диска, в то время как линии льдов других молекул находятся в области доминирования нагрева излучением звезды и, следовательно, более чувствительны к изменению температуры вследствие вспышки. Тем не менее вспышки светимости приводят к снижению полного количества гальки в диске вдвое из-за распада пыли на мономеры в результате потери водяных льдов, связующих агрегаты в единое целое. Восстановление гальки происходит в течение нескольких тысяч лет после завершения вспышки благодаря столкновительной коагуляции, при этом временные характеристики восстановления значительно превышают времена замерзания воды. Десорбция ледяных мантий происходит в существенно двумерной области диска сложной неосесимметричной формы, что связано с образованием спиралевидных субструктур на ранних стадиях эволюции гравитационно неустойчивого диска.

46 0