将纯粒子模型应用于 HL Tau 盘

观测已揭示原行星盘中的丰富结构，为其中嵌埋的行星提供了线索。由于这些盘中大量气体带来的复杂性，详细建模其结构计算密集，需要复杂的流体动力学代码与大量算力。若计算更简单的模型能提供有关这些盘的初步信息将很有利。此处我们将一个纯粒子模型（我们为贫气碎屑盘所开发）应用于富气盘 HL Tauri，以探讨此类简单模型能否为这些系统的研究提供信息。假设三颗潜在嵌埋行星，我们较好地匹配了 HL Tau 的径向轮廓，并推导出最佳拟合的行星质量与轨道半径（围绕 0.55 太阳质量恒星、位于 11.22、29.67、64.23 AU 处轨道上的行星分别为 0.40、0.02、0.21 木星质量）。我们导出的参数与他人估计值相当，除第二颗行星的质量外。我们的模拟还重现了 ALMA 图像中远离行星轨道的一些较窄缝隙。这些缝隙的本质存在争议，但基于我们的模拟，我们认为它们可能源于行星-盘通过平运动共振的相互作用，且无需包含行星。我们的结果表明，简单纯粒子模型可用作理解气盘中动力学结构（尤其是由行星形成的结构）并确定其隐藏行星某些参数的第一步，可作为进一步详尽研究盘与行星性质所需的流体动力学模型的有用初始输入。