Alineación polar de un disco circumbinario polvoriento – I. Formación de anillos de polvo

RESUMEN Investigamos la formación de embotellamientos de polvo en discos circumbinarios que se alinean polarmente. Utilizamos simulaciones hidrodinámicas en 3D de partículas suavizadas tanto de gas como de polvo para modelar un disco circumbinario inicialmente altamente desalineado alrededor de un binario excéntrico. A medida que el disco circumbinario evoluciona hacia una configuración polar (perpendicular al plano orbital del binario), la diferencia en la precesión entre el gas y el polvo produce embotellamientos de polvo, que se convierten en densos anillos de polvo. Encontramos que la formación de anillos de polvo existe para diferentes números de Stokes, excentricidad binaria y inclinación inicial del disco. Los anillos de polvo solo se producen mientras el disco circumbinario está desalineado con respecto al plano orbital del binario. Cuando el disco se alinea polarmente, los anillos de polvo siguen presentes y son de larga duración. Una vez que se forman estos anillos de polvo, se desplazan hacia el interior. La escala de tiempo de deriva depende del número de Stokes. Cuanto más bajo es el número de Stokes, más rápido se desplaza el anillo de polvo cerca del borde interno del disco. Los anillos de polvo tendrán una mayor relación polvo-a-gas en el plano medio, lo que puede ser un entorno favorable para que opere la inestabilidad por efusión.