吸积磁性原恒星的自旋方向演化与系外行星系统中的自旋-轨道错位:II. 翘曲盘
地球与行星天体物理
2015-05-20 v2
摘要
原恒星与其吸积盘之间的磁相互作用倾向于在盘中诱导翘曲,并导致恒星自旋方向的长期变化,因此自旋轴可能并不总是垂直于盘面。这可能有助于解释最近在多个系外行星系统中观测到的自旋-轨道错位。我们研究了在磁翘曲/进动力矩和盘内应力(包括翘曲的粘性阻尼和弯曲波的传播)共同作用下原行星盘翘曲的动力学。我们表明,当外盘轴与恒星自旋轴错位时,盘会在一个时间尺度上演化到翘曲稳态,该时间尺度取决于盘粘性或弯曲波传播速度,但在所有情况下都远小于自旋演化的时间尺度(约百万年量级)。此外,对于表征磁性原恒星、星周盘及其相互作用的最可能的物理参数,稳态盘具有相当小的翘曲,使得整个盘大致位于由外盘边界条件确定的单一平面内,尽管更极端的参数可能导致更大的盘翘曲。与我们最近基于平盘的分析(Lai et al. 2010)一致,我们发现轻微翘曲盘对恒星的反馈磁力矩可以使恒星自旋轴与盘轴对齐,或将其推向错位,具体取决于星盘系统的参数。这意味着新形成的行星系统可能在恒星自旋轴与行星轨道对称轴之间具有一系列倾角。
引用
@article{arxiv.1009.3233,
title = {Evolution of Spin Direction of Accreting Magnetic Protostars and Spin-Orbit Misalignment in Exoplanetary Systems: II. Warped Discs},
author = {Francois Foucart and Dong Lai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1009.3233},
year = {2015}
}
备注
18 pages, 20 figures, Accepted by MNRAS