吸积盘中线性翘曲的演化及其在双星系统原行星盘中的应用

在许多原恒星双星系统中预计存在翘曲的吸积盘。在本文中，我们研究了无量纲厚度 $H/r$ 大于其粘滞参数 $\alpha$ 的盘的盘翘曲和进动的长期演化，使得弯曲波可以传播并主导翘曲演化。对于小翘曲，这些盘经历近似刚体进动。我们推导了各种模型下盘的翘曲/扭转剖面和对齐时间尺度的解析表达式。将我们的结果应用于环双星盘，我们发现这些盘在与盘的全局进动时间相当的时间尺度上与双星的轨道平面对齐，且该时间尺度通常远小于其粘滞时间尺度。我们讨论了我们发现对观测到的错位环双星盘（如 KH 15D）和环双星行星系统（如 Kepler-413）的影响；这些观测到的错位为盘翘曲理论中不确定的方面提供了有用的约束。另一方面，我们发现环恒星盘可以在其整个生命周期内保持相对于双星伴星平面的大错位。我们估计，对于典型的盘参数，可以维持大于 $\sim 20^\circ$ 的倾角。总体而言，我们的结果表明，虽然双星中高度错位的环恒星盘预计很常见，但这种错位在环双星盘中应很罕见。这些预期与当前对双星中原行星盘和系外行星的观测一致，并可通过未来的观测进行检验。