边缘照明能否激发原行星盘中的螺旋结构？——基于三温度辐射流体动力学与 NIR 图像建模

高分辨率近红外仪器的出现，如 VLT/SPHERE 和 Gemini/GPI，有助于揭示 planet-forming disks 中的大量亚结构，包括 MWC 758、SAO 206462 和 V1247 Ori 等地点的显著螺旋臂。在盘-行星相互作用的经典理论中，这些臂是与多大型行星（以木星质量为单位）的共振相容。在提高探测极限后，关于这些巨型天体与螺旋亚结构之间关系的证据仍不确定。在寻找替代解释的过程中，我们使用 PLUTO 代码进行 3D 流体动力学模拟，考虑两种行星质量（木星质量、土星质量）和两种热力学预设（三温度辐射流体动力学以及更传统的 $\beta$-冷却），在低质量盘中进行。 在辐射情况下，$m = 2$ 模态，可能归因于星际辐射与盘边缘不对称性之间的相互作用，创建了辐射压梯度，从而在盘的上层中产生显著的螺旋臂。使用 Monte Carlo 辐射传递（MCRT）后处理和 RADMC3D 揭示，在近红外散射光中，这些盘边缘螺旋臂在所测试的行星质量范围内显著优于传统的 Lindblad 螺旋臂。我们的结果表明，即使是中间质量的原行星盘——虽然难以探测，但比超木星更常见——也能够间接诱导出大尺度的盘结构，凸显了在再现观测结果时纳入辐射物理的重要性。