利用 ALMA 运动学观测约束原行星盘吸积与年轻行星

近期 ALMA 分子线观测揭示了原行星盘中的三维气体速度结构, 阐明了盘吸积与结构形成机制。1) 通过进行黏性模拟, 我们确认使用不同吸积机制的垂直应力剖面时, 盘的速度结构差异显著。因此, 示踪盘不同高度流动的运动学观测有潜力区分不同吸积机制。另一方面, 盘表面密度演化主要由垂直积分应力决定。近期运动学观测约束出的尖锐盘外边缘可由盘中径向变化的 $\alpha$ 引起。2) 我们也通过进行三维行星-盘模拟研究年轻行星的运动学特征。推导了行星质量与“扭折”速度的关系, 显示线性关系且对盘黏性依赖很小, 但当行星质量大(如 $10 M_J$)时对盘高度有一定依赖。我们预测了 DSHARP 盘中潜在行星的“扭折”速度。在缝槽边缘, 不同盘高度的方位角平均速度与开普勒速度偏离幅度相似, 其与行星质量的关系与二维模拟一致。移除行星后, 方位角平均速度在黏性时标内几乎不变, 因此缝槽边缘的方位角平均速度结构源于缝槽本身, 而非由行星直接引起。需结合轴对称运动学观测与残差“扭折”速度来探测原行星盘中的年轻行星。