行星温度对环行星盘与间隙的影响

环行星盘调节巨行星的晚期吸积，并作为卫星的诞生地。通过模拟理解其特征也有助于为其观测做准备。在此，我们使用具有亚行星峰值分辨率和不同行星温度的三维全局辐射流体动力学模拟，研究了 1、3、5、10 $\mathrm{M_{Jup}}$ 行星周围的盘。我们发现，当 1 $\mathrm{M_{Jup}}$ 行星辐射掉其形成热量时，环行星包层在 $T_p = 6000$ K 至 4000 K 之间转变为盘。对于 3-10 $\mathrm{M_{Jup}}$ 行星，盘始终会形成。环行星盘的温度分布非常陡峭，内部 1/6 区域高于硅酸盐凝结温度，且整个盘高于水的冰点，使得在这个早期阶段（$<$1 Myr）无法形成卫星。卫星可能在更晚时期形成，并且首先在盘的外部区域形成，随后向内迁移。对于 1、3、5、10 $\mathrm{M_{Jup}}$ 气态巨行星，我们的盘质量分别为 $1, 7, 20, 40 \times 10^{-3}\mathrm{M_{Jup}}$，并且我们提供了一个基于行星质量和星周盘质量来估计子盘质量的经验公式。我们的发现是，行星越冷，子盘温度越低，垂直流入速度越高，且行星间隙更深更宽。我们还表明，2D 和 3D 中的间隙是不同的。如果 $\mathrm{M_p} \gtrsim 5 \mathrm{M_{Jup}}$，子盘偏心率随行星质量增加而增大，并与星周盘发生剧烈相互作用，使得卫星形成可能性降低。