行星-盘相互作用的理想试验台：PDS 70 原行星盘中两颗共振巨原行星

尽管数值模拟在行星-盘相互作用研究中一直发挥关键作用，但迄今将数值结果同观测比对仍很有限。PDS 70 拥有两颗直接成像的原行星嵌入其星周盘，为行星-盘相互作用研究提供了理想试验台。利用二维流体动力学模拟，我们表明观测特征可由两颗形成中的行星很好解释，为先前提出的行星-盘相互作用理论（包括共振迁移、粒子俘获、尺寸分选和过滤）正在发挥作用提供有力证据。我们的模拟表明，这两颗行星可能处于2:1平运动共振，并能在百万年尺度上保持动力学稳定。行星以 $10^{-8}-10^{-7}~M_{\rm Jup}~{\rm yr}^{-1}$ 的速率增长（与 H$\alpha$ 观测估计相当）不会破坏共振构型。大颗粒在缝边缘被过滤，仅小的（亚）微米颗粒能流入行星盘和内星周盘。随着在两颗直接成像行星外侧观测到的亚毫米连续谱环，PDS 70 提供了开缝行星进行粒子过滤的首个观测证据。当（亚）微米颗粒在多个行星盘气体黏性时标内存活并累积其中时，可重现行星附近观测到的亚毫米连续谱发射。一种可能是（亚）微米颗粒尺寸增长并保留在压力凸起中，类似于我们在星周盘中发现的情况。我们讨论了其对太阳系及成熟系外行星系统行星形成的潜在意义。