盘 - 行星相互作用模拟：(I) 斜压不稳定性产生的涡度与非轴对称罗斯贝波不稳定性
天体物理学
2009-11-13 v1
摘要
我们利用多维流体动力学代码研究嵌入行星与原行星盘之间的引力相互作用，重点探讨通过斜压不稳定性产生涡度（位势涡度）以及随后发展的罗斯贝波不稳定性（RWI）。研究发现，在非正压盘中，通过斜压不稳定性产生位势涡度是非常普遍且有效的，尤其是在共轨区域。我们的结果补充了\citet{KLL03}之前的研究，即在行星与无粘正压盘相互作用产生的位势涡度分布局部极小值处，很可能发展出非轴对称 RWI。这种第二不稳定性似乎非常普遍且稳健，无论盘的状态方程、初始密度分布和旋转定律如何。RWI 的发展导致非轴对称密度团块的形成，当它们在行星附近运动时，会对行星施加更强的力矩。因此，盘作用于行星的总力矩的时间行为引入了大幅振荡。在我们目前的模拟中，RWI 并未改变向内轨道迁移的整体图景，但给迁移速度带来了非单调行为。作为副效应，RWI 还在盘中引入了有趣的结构。这些结构可能有助于宜居带内类地行星或近距巨行星内侧热地球的形成。
引用
@article{arxiv.0706.3404,
title = {Disk-Planet Interaction Simulations: (I) Baroclinic Generation of Vortensity and Non-Axisymmetric Rossby-Wave-Instability},
author = {Shangli Ou and Jianghui Ji and Lin Liu and Xiaomeng Peng},
journal= {arXiv preprint arXiv:0706.3404},
year = {2009}
}
备注
~ 30 pages, Ap. J. in press