原型盘中行星缺口形成的早期阶段

原型盘中的环形亚结构在亚毫米观测中广泛存在，可由盘与其嵌入行星之间的引力耦合所致。行星密度波将角动量注入盘，仅在波传播一定距离后才会形成缺口并形成冲击（在无线性阻尼情况下）；行星的 co-orbital 区域（波尚未形成冲击的地方）不会注入角动量。尽管如此，模拟显示即使在无粘性盘中，co-orbital 区域也会发生质量蒸发，导致呈双谷形轮廓的平滑缺口。本文我们考虑原型盘中行星缺口形成的早期、随时间变化的阶段。我们发现，由盘流体特定角动量随时间变化（由其径向压力支撑随时间变化引起）所致的对角动量平衡的常被忽略的贡献，在缺口形成中起关键作用。我们聚焦于浅缺口（深度 $\lesssim 20\%$）的 regime，证明了早期缺口形成是一种自相似过程，行星驱动扰动的�幅随时间线性增长，径向缺口轮廓可准确地半解析地计算。我们表明，即使在无粘性盘中，质量确实会从 co-orbital 区域蒸发。这种演化模式即使在粘性盘中也在有限时间内保持。这些结果与 2D 数值模拟的结果高度吻合。我们的简单缺口演化解方程可用于研究盘尘在行星附近的动力学，以及解释原型盘观测结果。