直接探测原行星盘中低质量行星的包层及 TW Hydrae 案例

尽管已发展出许多方法来发现原行星盘中的年轻大质量行星，直接探测盘中嵌入的低质量行星仍具挑战性。另一方面，核吸积理论表明，在开尔文-亥姆霍兹（KH）收缩阶段可能存在大量嵌入的低质量年轻行星。我们采用一维模型与三维模拟，计算不同光度下低质量核（数至数十 $M_{\oplus}$）周围的包层，并推导其在射电波段的热辐射通量。我们发现，当背景盘在射电波段光学薄时，射电观测可透视盘面并探测行星 Hill 球内更致密的包层。当以达一个盘标度高的分辨率观测光学薄盘时，10 M$_{\oplus}$ 核周围行星包层的射电热通量比背景盘通量高逾 10%。发射区可呈延展且拉长的形态。最后，我们的模型表明，ALMA 揭示的 TW Hydrae 盘中 52 au 处的 au 尺度团块与一个嵌入的 10–20 $M_{\oplus}$ 行星的包层一致，可解释探测到的通量、谱指数凹陷及暂现的螺旋结构。该观测也与行星经历卵石吸积相符。未来的 ALMA 与 ngVLA 观测可能直接揭示更多此类低质量行星，使我们能够研究核增长甚至利用嵌入的“原行星”族群重建行星形成历史。